針對(duì)目前煤礦井下礦用傳感器現(xiàn)場(chǎng)程序升級(jí)困難問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種基于CAN總線和IAP功能的程序遠(yuǎn)程更新方法,擺脫了嵌入式軟件升級(jí)對(duì)編程器的依賴。通過(guò)對(duì)STM32F103微處理器的Flash編程方法和程序啟動(dòng)引導(dǎo)方式進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了煤礦井下礦用傳感器的在線升級(jí)。介紹了整體實(shí)現(xiàn)框架、升級(jí)程序結(jié)構(gòu)以及流程,詳細(xì)闡述了IAP程序更新原理。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證可實(shí)現(xiàn)礦用總線傳感器程序在線更新。 

【文章來(lái)源】：煤礦安全. 2020,51(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

礦用傳感器主要由STM32F103Rx[7]處理器、穩(wěn)壓電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、CAN總線通信電路、ADC轉(zhuǎn)換外圍電路、紅外遙控電路及LEC顯示電路組成。礦用傳感器結(jié)構(gòu)如圖2,STM32F103為Cortex-M3[8]內(nèi)核，具有成本低、功耗低、高性能、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。片上資源比較豐富，包括1路CAN通信接口，5個(gè)USART接口、JTAG調(diào)試口，4個(gè)16位定時(shí)器、3路ADC通道等;片內(nèi)具有256KB的Flash和48KB的SRAM。3 在線升級(jí)技術(shù)

STM32F103RCT6的片內(nèi)Flash寫保護(hù)以扇區(qū)為單位，每扇區(qū)4 KB，根據(jù)Flash容量不同，頁(yè)大小分為1 KB和2 KB，本文用處理器頁(yè)大小為2 KB。也就是對(duì)FLASH的編程寫入以2 KB為單位，本設(shè)計(jì)傳輸協(xié)議制定也以此為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。處理器片內(nèi)256 K的Flash劃分為3個(gè)區(qū)域：第1區(qū)域用來(lái)存儲(chǔ)Bootloader程序，包括Flash操作相關(guān)程序、中斷向量，硬件驅(qū)動(dòng)、通信協(xié)議驅(qū)動(dòng)等；第2區(qū)域用來(lái)存儲(chǔ)正常運(yùn)行的固件程序；第3區(qū)域存儲(chǔ)固件升級(jí)程序，片上FLASH存儲(chǔ)器分區(qū)如圖3。根據(jù)礦用傳感器固件大小進(jìn)行容量劃分，礦用傳感器固件為28 KB，相對(duì)于256 K的Flash有很大的預(yù)留空間，每一區(qū)域中間可以預(yù)留一定的空白區(qū)域，防止區(qū)域程序重疊。通過(guò)修改STM32F103的Bootloader程序或工程的鏈接腳本可以修改程序存儲(chǔ)的起始地址。礦用傳感器在出廠時(shí)是將Bootloader配置程序燒寫到Flash的第1部分，并對(duì)該區(qū)域進(jìn)行讀寫保護(hù)，防止升級(jí)過(guò)程中的誤操作把Bootloader程序擦除。第1區(qū)域引導(dǎo)程序只能通過(guò)下載器編程；第2區(qū)域的固件應(yīng)用程序通過(guò)在線方式編程或下載器編程；第3區(qū)域升級(jí)更新程序通過(guò)IAP在線方式編程。當(dāng)?shù)V用傳感器需要進(jìn)行固件升級(jí)時(shí)，用戶固件程序跳轉(zhuǎn)到Bootloader程序，Bootloader程序不需要對(duì)舊版本的用戶固件程序進(jìn)行擦除，直接將新版本的用戶固件程序通過(guò)CAN總線接口下載到第3區(qū)域的Flash中，通過(guò)將中斷向量表從新映射，使Bootloader程序跳轉(zhuǎn)到第3區(qū)域進(jìn)行運(yùn)行，從而完成固件程序的更新。

【參考文獻(xiàn)】：
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