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在PSoC上實現(xiàn)I2C Bootloader
摘要: PSoC是賽普拉斯半導體生產(chǎn)的一種基于MCU的可編程片上系統(tǒng),,它集成了大量的可重新配置的數(shù)字/模擬模塊來完成用戶訂制的數(shù)字/模擬功能,。
關鍵詞: PSoC I2C Bootloader
Abstract:
Key words :

  I2C ISSP方式

  PSoC是賽普拉斯半導體生產(chǎn)的一種基于MCU的可編程片上系統(tǒng),,它集成了大量的可重新配置的數(shù)字/模擬模塊來完成用戶訂制的數(shù)字/模擬功能,。

圖1ISSP編程流程圖


  PSoC器件可以基于I2C協(xié)議實現(xiàn)在系統(tǒng)中串行編程(ISSP),,Power-On模式下通過SDA/SCL和VDD/GND就能夠編程整個代碼空間,,Reset模式下則是使用SDA/SCL和XRES/GND編程,。在很多PSoC CapSense觸摸按鍵應用中,如果改變了機械布局因而需要重新定義按鍵引腳,,或者需要賦予新的按鍵觸發(fā)行為,,主機端通過集成ISSP協(xié)議,可以在需要的時候下載新的.hex代碼到PSoC端,,實現(xiàn)代碼的現(xiàn)場快速升級,。

圖2<a class=Bootloader存儲方式框圖" border="0" height="552" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100816/5f4d30b1-283b-4cf3-95d1-6b91e47570aa.jpg" width="366" />


  圖1是ISSP編程流程圖,首先使PSoC進入編程模式,,校驗其內(nèi)部的Solicon ID,,保證是對正確的PSoC編程,對PSoC內(nèi)部的Flash塊(64字節(jié))逐一擦除/編程,,并讀出Flash內(nèi)容進行比較,;ISSP隨后編程用戶自定義的Flash塊保護模式,每個Flash塊可以被指定為W - 寫保護 / R - 讀保護 / U - 不保護 / F - 工廠更新,;最后,,每個Flash塊的校驗和被讀出并計算出全部Flash空間的總校驗和,如果與.hex文件中的總校驗和一致,,代碼已經(jīng)被成功升級,。

  I2C Bootloader方式

  用戶也可以使用標準的I2C系統(tǒng)接口,通過I2C Bootloader(I2C引導加載器)方式更新PSoC器件內(nèi)的用戶代碼,。從圖2可以看出,,整個Flash空間由紅色的不可編程的Bootloader區(qū)(包括中斷向量、重啟動向量和Bootloader代碼),,灰色的可以現(xiàn)場編程的用戶應用程序區(qū)(包括應用程序中斷向量,、Relocatable起始地址、用戶代碼和Bootloader API),,以及黃色的Bootloader校驗和區(qū)組成,。PSoC復位時,Bootloader接管程序控制權,,它會計算和校驗用戶代碼的校驗和,,僅當匹配時才轉到用戶代碼的首地址,開始運行用戶代碼,。與ISSP方式不同,,I2C Bootloader方式僅更新可以現(xiàn)場編程的用戶代碼區(qū),F(xiàn)lash空間的其他區(qū)用于此方式的控制和校驗,。

圖3I2C Bootloader方式頭部下載數(shù)據(jù)


  I2C Bootloader方式在數(shù)據(jù)傳輸時分三種命令格式,,F(xiàn)F38是進入Bootloader命令,F(xiàn)F39是寫Flash塊命令,,F(xiàn)F3B是退出Bootloader命令,。圖3是I2C Bootloader方式傳輸?shù)念^部下載數(shù)據(jù),,圖4則是成功下載的最后數(shù)據(jù)。

圖4I2C Bootloader方式成功下載的最后數(shù)據(jù)


  Bootloader方式工作時,,需要更新的PSoC器件做為一個I2C Slave,。圖3中,第一行數(shù)據(jù)傳輸將進入Bootloader方式,,它由0x70 - Slave 7bit地址0x38的寫地址,,需要忽略的兩個前綴字節(jié)380a (Slave 7bit地址和后續(xù)字節(jié)長度),F(xiàn)F38命令和8個字節(jié)的Bootloader key組成,。所有的Bootloader命令都必須包含正確的Bootloader key,,否則將被Slave器件忽略。第二行由71 - Slave 7bit地址0x38的讀地址和狀態(tài)響應字節(jié)0x20組成,,狀態(tài)響應字節(jié)的其他值標識各種出錯狀態(tài) - 02/Image verify error, 04/Flash checksum error, 08/Flash protection error, 10/Comm checksum error, 40/Invalid bootloader key, 80/Invalid command error.

圖5BootLdrI2C用戶模塊參數(shù)設置


  寫Flash塊命令傳輸了絕大部分數(shù)據(jù)量,,除了最后一個塊以外,其他都有相同的格式,。圖3中,,寫Flash塊命令包含0x70, 需要忽略的兩個前綴字節(jié)3810 (Slave 7bit地址和后續(xù)字節(jié)長度),F(xiàn)F39命令, Bootloader key,,F(xiàn)lash塊的塊號,,64字節(jié)數(shù)據(jù),0x18 - 64字節(jié)數(shù)據(jù)的校驗和,,0x86 - 此傳輸78字節(jié)的校驗和(包括FF, 39, Bootloader key, 塊號, 64字節(jié)數(shù)據(jù), 0x18),。僅在以上數(shù)據(jù)傳輸完后需要傳輸讀地址0x71,并讀出正確的狀態(tài)響應字節(jié)0x20.

圖6BootLdrI2C用戶模塊提供的BootLoaderTools


  寫Flash最后塊命令包含了一些特殊信息,,參見圖4,,(0d, d4) 是隨后直到(85, f4)的字節(jié)校驗和,(08,,80)是圖2灰色用戶代碼區(qū)中可重定位中斷矢量表的地址,,(12,,00)是圖2灰色用戶代碼區(qū)中用戶代碼空間的開始地址,,(3f,80)則是用戶代碼結束塊的地址,,(00,,b7)是用戶代碼占用的塊數(shù)量,(85,,f4)是Bootloader計算的用戶代碼檢驗和,,0xb5是以上64字節(jié)數(shù)據(jù)的檢驗和,0xbd是此傳輸78字節(jié)的校驗和,。

  通過PSoC Designer的用戶模塊實現(xiàn)I2C Bootloader方式   

       PSoC Designer是功能全面的基于圖形用戶接口(GUI)的PSoC軟件開發(fā)環(huán)境,,它的用戶模塊可通過配置PSoC器件內(nèi)部資源創(chuàng)建Timer、PWM、ADC/DAC,,I2C等多種有用功能,。一個用戶模塊包括硬件配置數(shù)據(jù)、啟動代碼,、中斷服務例程(可選)以及應用編程接口(API),,這些API可對用戶模塊的各個方面進行即時控制。用戶使用PSoC Designer中的BootLdrI2C用戶模塊可以很方便的實現(xiàn)啟動時的引導載入(Bootloader),。

  用戶先在項目中添加BootLdrI2C用戶模塊,,然后選擇“I2C for Bootloader Only”或“Full I2C API Support with Bootloader”;之后設置圖五中的用戶模塊參數(shù),,這些參數(shù)定義了I2C的引腳和通信速率,,Bootloader的I2C地址,用于其他I2C操作的地址,,以及圖2中各個存儲區(qū)的參數(shù),。用戶隨后可以通過圖6提供的“Boot Loader Tools”設置中斷向量和重啟動向量,編譯項目后生成應用程序校驗和,,以及從hex 項目輸出文件中生成一個可以升級PSoC器件的dld 下載文件,。
 

 

  其它需要設置的包括在菜單Project -> Settings -> Linker中,設置Relocatable起始地址,,在flashsecurity.txt中指定Flash塊的訪問屬性——可以現(xiàn)場編程的區(qū)域需要設置為可寫操作,。

  在PSoC器件上加入I2C Bootloader功能后,我們還可以通過Cypress提供的I2C-USB Bridge工具通過PC下載更新代碼到PSoC器件來驗證以上設計,。

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