基于USB息線(xiàn)的MC68HC908JB8 Flash在線(xiàn)編程
加入技術(shù)交流群
ICP是一種在實(shí)際的目標電路板上燒寫(xiě)和擦除芯片的方法，無(wú)需從目標板上將芯片卸下來(lái)再編程實(shí)現用戶(hù)程序的修改。這種方法適用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和代碼升級。目前市面上很多芯片(如Philips公司的P89C51、P89V51和LPC932A1，STC89C51和STC89L516RD+，以及AVR公司的ATmega8系列等)都支持串口ICP方式。本文采用USB接口的ICP方法，燒寫(xiě)速度快，無(wú)需專(zhuān)用的電平轉換芯片，硬件通過(guò)微處理器JB8的USB接口與計算機USB口連接即可。
1 底層軟件實(shí)現方法
1.1 Flash配置
為使用ICP通信連接的USB接口，必須修改JB8中的用戶(hù)代碼以識別預先為ICP定義的USB命令。因此在出廠(chǎng)前，必須將ICP代碼燒入JB8中。JB8的Flash配置如圖1所示。
圖1中，用戶(hù)Flash區范圍為$DC00～$FBFF，用戶(hù)Flash向量區是從$FFFO到$FFFF。ICP的配置中：ICP的代碼是從$F800到 $FBFF。用戶(hù)Flash向量區在ICP操作中是不能再編程的，這兩個(gè)區是JB8事先寫(xiě)入的，ICP操作可以對$DCOO～$F7FF的Flash區(圖1中陰影區)進(jìn)行擦除和燒寫(xiě)。
1.2 向量重定位
因為ICP的操作只能對用戶(hù)代碼進(jìn)行編程和燒寫(xiě)，不能擦除用戶(hù)Flash向量，且用戶(hù)F1ash向量是固定的，因此在用戶(hù)代碼中的中斷服務(wù)子程序地址必須重新定位到合適的地址。這種重新定位是通過(guò)“假”向量來(lái)實(shí)現的，3字節的假向量包括JMP指令和在用戶(hù)代碼中的中斷服務(wù)子程序的絕對地址。圖2中指出了假向量是如何重定位的。只有復位向量沒(méi)有重新定位，總是指向$F800(ICP代碼的入口地址)。
表1列出了中斷向量地址和重定位“假”向量地址。
1．3 安全密鑰防止非法訪(fǎng)問(wèn)
$FFF6～$FFFD的8字節內容用于進(jìn)入JB8的監控模式。監控軟件能完全訪(fǎng)問(wèn)F1ash區，正常情況下，8字節的安全密鑰是不可能被猜出的，因為這些中斷服務(wù)程序的起始地址是被固化到用戶(hù)代碼區中的。
1．4 在ICP期間防止掉電的措施
配置ICP時(shí)必須考慮到ICP子程序運行過(guò)程中有可能掉電，系統必須能夠恢復和完成ICP程序。ICP_FLAG字的設計正是基于此目的。復位后讀ICP_FLAG字，決定JB8是進(jìn)入正常的工作模式還是ICP模式。該字地址是$F7FE，在用戶(hù)代碼區的最后2個(gè)字節。復位之后，復位向量地址$FFFE～$FFFF指向ICP程序入口地址$F800，一旦初始化完成，檢查進(jìn)入ICP模式或用戶(hù)模式的條件。在以下2種情況下JB8進(jìn)入ICP模式：
①“假”向量的高字節$FF7C是無(wú)效的，即不在$DC和$F7之間；
②ICP_FLAG字不等于校驗和。否則，JB8進(jìn)入正常的工作模式。
1．5 ICP編程
ICP編程流程圖如圖3所示。
一旦用戶(hù)代碼被燒入芯片，而“假”向量的高字節在無(wú)效的范圍($DC～$F7)，同時(shí)ICP_FLAG被寫(xiě)入校驗和(不能是$0000)，則在插撥USB設備后，ICP代碼跳轉到正常操作的用戶(hù)模式。
進(jìn)入JB8 ICP模式有2種方式：ICP_FLAG被寫(xiě)入$0000，或者PTA0被下拉成低電平。用戶(hù)代碼包括特別的命令來(lái)編寫(xiě)ICP_FLAG，一旦ICP_FLAG被寫(xiě)入零，則再次插撥上電后，JB8進(jìn)入ICP模式。ICP指令支持有限的USB標準協(xié)議，如讀取描述符和狀態(tài)字，設置地址和配置字，以及清特征字。
本文使用了一些必要的擦除、編程、校驗Flash命令，如表2所列。
在使用讀取狀態(tài)命令后，程序返回1字節的應答命令來(lái)表示Program Row(行編程命令)、Erase Block(塊擦除命令)和Verify Row(行校驗命令)命令是否成功。字節$01表示命令執行成功，字節$04表示命令執行失敗。
1.6 ICP_FLAG的編程
由于JB8是為HID應用設計的，最好使用HID命令來(lái)編寫(xiě)ICP_FLAG，這樣可以無(wú)需額外的驅動(dòng)。本文使用8字節的Set_Feature指令來(lái)設置ICP_FLAG，使用8字節的Get_Ack指令(只有1字節是有用的)來(lái)校驗設置是否正確(響應為$0O表示命令成功，為$01表示命令失敗)。設置8字節足出于安全的考慮，如果這8字節與JB8中$FFE6～$FFED的8字節相匹配，那么命令才是有效的。只有命令有效，ICP_FLAG才會(huì )被寫(xiě)入0。指令使用格式如表3所列。
2 應用軟件
USB ICP驅動(dòng)程序的安裝與普通的硬件驅動(dòng)程序安裝一樣，需要安裝USB ICP．SYS文件和注冊表文件USBICP．INF。USB ICP的Windows運行界面如圖4所示。
選擇燒寫(xiě)文件(．SX格式)，擦除Flash(Erase Flash)后執行空檢查(Blank Check)，然后選擇燒寫(xiě)(Program)芯片，最后執行校驗(Verify)。
結語(yǔ)
本文采用集成USBl．1協(xié)議的MC68HC908JB8，擴展了ICP在串行口的應用方式用于開(kāi)發(fā)，調試方便，實(shí)際運行效果很好，有一定的應用價(jià)值。
編者注：上位機驅動(dòng)程序代碼、下位機固件燒寫(xiě)代碼和測試程序見(jiàn)本刊網(wǎng)站www．mesnet．com．cn。
評論