基于C8051F023的軟件注入技術(shù)(2)

作者：時間：2011-02-28 來源：網(wǎng)絡(luò)

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通常MCU的中斷向量位于主程序模塊的地址空間內(nèi)且是固定不變的（C8051F023的中斷向量地址為0x0000～0x00AB）為了能夠使用硬件中斷資源（比如UART，定時器等）以及確保所有功能模塊都能獲得調(diào)用，需要統(tǒng)一定義中斷服務(wù)程序（ISR）和所有功能模塊（包括保留地址空間）的入口地址和地址空間范圍，這是實現(xiàn)新注入軟件與固化軟件之間連接的唯一途經(jīng)。在開發(fā)新的可注入軟件模塊時必須遵守這一規(guī)定，如果入口地址不一致，新的軟件模塊將得不到調(diào)用；如果軟件模塊太大以至超出了規(guī)定的地址空間范圍，新的軟件模塊將會占用相鄰模塊的地址空間，從而影響后者的調(diào)用和功能實現(xiàn)。此外，在編寫軟件注入模塊時還要注意以下兩點。

　?、?在寫入新的軟件代碼之前，需要將程序存儲器中原來的數(shù)據(jù)擦除。由于C8051F023的Flash存儲器是以大小為512B（用十六進(jìn)制表示為200H）的扇區(qū)為單位組織的，一次擦除操作將刪除整個扇區(qū)，因此每個功能模塊的地址空間必須是200H的整數(shù)倍。

　?、?C8051F023特有的優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器在數(shù)字外設(shè)引腳和通用I/O端口之間建立了可控的連接，該機(jī)制提高了I/O靈活性，但也使得如下情況成為可能：新開發(fā)的可注入模塊需要使用并配置高優(yōu)先權(quán)的外設(shè)，在把該模塊注入到MCU后，這些配置會改變主程序模塊中已經(jīng)定義的數(shù)字外設(shè)與通用I/O端口間的關(guān)系，使得I/O引腳不再具有原先的含義，從而破壞了MCU與嵌入式設(shè)備間的接口標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須在主程序模塊中統(tǒng)一配置優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器，從而為所有模塊建立一個通用的、引腳含義明確的硬件平臺。

　　3 軟件代碼文件的生成

　　從圖1可以看出，軟件程序最終是以十六進(jìn)制代碼的形式駐留在軟件注入槍或注入卡中的，因此軟件程序的十六進(jìn)制

代碼文件必不可少。然而，在C8051F023集成開發(fā)環(huán)境下，源程序文件經(jīng)過編譯后生成的二進(jìn)制文件是不可讀的，只能通過JTAG口下載到MCU中。對此，需要把開發(fā)環(huán)境中附帶的DOS程序oh51.exe復(fù)制到與編譯后的二進(jìn)制文件相同的文件夾下，然后在DOS操作環(huán)境下利用該工具將生成的二進(jìn)制文件轉(zhuǎn)換成hex文件。然而，此時的hex文件仍是不可用的（如圖3所示，這里假設(shè)文件名為example），因為它包含了行標(biāo)識符號、代碼地址、校驗字符等非代碼內(nèi)容，并且由于ORG偽指令的使用使得軟件代碼的地址是不連續(xù)的，而通常采用的手段是將軟件代碼下載到連續(xù)的存儲器空間，以簡化通信協(xié)議的制訂和引導(dǎo)裝入程序的編寫。針對這種情況作者編寫了DOS程序v2.exe，利用該程序可將輸入的hex文件統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成僅包含純粹軟件代碼的codes.txt文件（如圖4所示），同時生成的readme.txt文件給出了在注入軟件時所需的一些參數(shù)（該參數(shù)與軟件注入規(guī)程有關(guān)）。V2程序的功能具有通用性，可作為C8051F023集成開發(fā)環(huán)境的一部分，該程序使用Turbo C 2.0集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)，其源代碼見本刊網(wǎng)站www.dpj.com.cn。

example

圖3 example.hex文件的內(nèi)容示例

包含純粹軟件代碼的codes

圖4 包含純粹軟件代碼的codes.txt文件的內(nèi)容示例

　　結(jié)語

　　軟件注入技術(shù)是實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)軟件升級的一種有效手段，在實施過程中需要采取諸如制訂軟件注入規(guī)程、研制軟件注入設(shè)備并開發(fā)相應(yīng)各類軟件等一系列技術(shù)措施，且具有多種可行方案。本文給出了其中的一種實施方案（如圖1所示），在論述了采用軟件注入技術(shù)的優(yōu)勢和可行性后，針對采用C8051F023的嵌入式系統(tǒng)，討論了基于C8051F023的軟件注入實現(xiàn)方案和相關(guān)的一些問題，并編寫了V2程序以完善C8051F023集成開發(fā)環(huán)境在實現(xiàn)軟件注入方面的功能。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 張迎新，等. 單片機(jī)初級教程. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2000

　　2 潘琢金, 施國君. C8051Fxxx高速SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2002