MSP43F149系列單片機的IAP系統(tǒng)設計方案解析

TI公司的MSP430系列單片機是具有很高實用性價值的產(chǎn)品，在許多領域得到廣泛的應用，特別是它的超級低功耗特性，是目前所有其他單片機無法比擬的。IAP（InApplication Programming）是用戶自己的程序在運行過程中對用戶Flash的部分區(qū)域進行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預留的通信口對產(chǎn)品中的固件程序進行更新升級。
　　要實現(xiàn)IAP功能，通常需要在設計固件程序時編寫兩個項目代碼：第一個項目程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過某種通信管道（如USB、USART、一些無線設備）接收程序或數(shù)據(jù)（可執(zhí)行HEX文件），執(zhí)行對第二部分代碼的更新；第二個項目代碼才是真正的功能代碼。這兩部分項目代碼同時燒錄在用戶Flash中，當芯片上電后，首先是第一個項目代碼開始運行，再去更新第二段代碼。
　　根據(jù)IAP的特性，以及MSP430系列沒有自帶IAP功能的特點，必須自行編寫IAP程序來進行片內(nèi)Flash的燒寫，這樣才能達到升級的目的。以下將詳細介紹如何進行IAP升級設計。
　　系統(tǒng)設計的總體構想是，通過無線的方式，將需要升級的二進制文件直接下載到相應的地址空間，然后讓單片機系統(tǒng)自動執(zhí)行IAP升級。
　　這里的重點是要編寫一個“螞蟻搬家”代碼，因為它不是在MSP4 30F149片內(nèi)Flahs區(qū)里運行的，而是在設定的RAM區(qū)運行。RAM空間有限，所以用匯編代碼編寫（推薦，也可以用C語言寫，然后再精簡為匯編語言），不能有堆棧的操作，代碼不能超過2 KB。
　　1 硬件設計
　?。?）系統(tǒng)主芯片的內(nèi)部結構
　　首先簡單介紹一下MSP430F149的內(nèi)部存儲地址結構圖，如圖1所示，這樣有助于對它進行IAP的升級設計。
　　
　　由圖1可以看出，ROM和RAM同一個地址空間，尋址空間為64 KB，采用馮·諾依曼結構，使用一組地址數(shù)據(jù)總線，地址為0000H～FFFFH，RAM地址區(qū)域為0200H～09FFH，代碼區(qū)ROM為1000H～FFFF。
　?。?）外擴的Flash芯片結構
　　為了能夠將要升級的文件（一般是IAR編譯出來后，要經(jīng)過第三方軟件換為二進制文件）先保存在一個地方，系統(tǒng)必須外擴1片F(xiàn)lash（當然也可是其他介質）。由于MSP430F149系列單片機的SPI接口有2個，因此選擇了具有SPI接口的Flash芯片，如SST25VF016（16 Mb）等系列。該芯片電壓為2．7～3．6 V，剛好符合MSP系列單片機低功耗電壓的要求，操作指令非常簡單。外擴Flash硬件框圖如圖2所示。根據(jù)保存數(shù)據(jù)的要求，可以設計為多片，使保存的空間更多。在軟件設計時，設計好存放升級文件的首地址和該文件的大小。