基于CAN總線(xiàn)的在線(xiàn)更新機制的設計與實(shí)現
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0 引言
分散型控制系統中的現場(chǎng)終端一般由控制器和各檢測模塊構成，它們之間通過(guò)一定的通信網(wǎng)絡(luò )建立數據的交換鏈路。這種系統具有高可靠、開(kāi)放性、靈活性、協(xié)調性、易維護等優(yōu)點(diǎn)。然而，該分散型系統也具有終端數量多、分布范圍廣的特點(diǎn)。一旦終端系統軟件存在缺陷或用戶(hù)提出新的功能和指標要求時(shí)，其升級、維護的工作量和成本都非常大。本文針對上述情況，設計了一種方便、靈活、快速及穩定地對MCU節點(diǎn)進(jìn)行在線(xiàn)更新的機制?；贚PC11C24微控制器組成的CAN網(wǎng)絡(luò )，采用IAP 編程技術(shù)（In Application Programming），實(shí)現了對目標節點(diǎn)MCU的軟件更新功能。
1 LPC11C24 單片機和CAN總線(xiàn)
恩智浦半導體（NXP）推出業(yè)界首款內嵌易用型片上CANopen 驅動(dòng)，集成高速CAN 物理層收發(fā)器的微控制器LPC11C22 和LPC11C24.作為一種獨特的系統級封裝解決方案，LPC11C22和LPC11C24集成了TJF1051CAN 收發(fā)器，在低成本LQFP48 封裝中實(shí)現了完整的CAN功能。
控制器局域網(wǎng)絡(luò )（Controller Area Network,CAN）是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著(zhù)稱(chēng)的德國B(niǎo)OSCH公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國際標準（ISO11898）。它是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。近年來(lái)，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應用于汽車(chē)計算機控制系統和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。
2 在線(xiàn)更新機制架構
系統架構主要由2 部分組成：由各個(gè)MCU 組成的CAN 網(wǎng)絡(luò )；安裝在PC 機上的USB-CAN 通信卡，可以使PC機連上CAN網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)行數據通信，系統構架如圖1所示。軟件也包括2部分：運行在PC機的上位機軟件，提供用戶(hù)操作界面，將應用程序代碼通過(guò)CAN 總線(xiàn)發(fā)送給節點(diǎn)；運行在節點(diǎn)的啟動(dòng)程序，主要是響應下載命令，接受代碼，把代碼寫(xiě)入FLASH,引導應用程序。 
3 在線(xiàn)更新機制的設計
3.1 IAP編程技術(shù)
IAP是應用在FLASH程序存儲器的一種編程模式，即在某段程序的控制下完成對FLASH的讀/寫(xiě)操作，可以控制對某段、某頁(yè)、甚至某個(gè)字節的讀寫(xiě)操作。
LPC11C24單片機支持并提供9條IAP命令：
?、贉蕚鋵?xiě)操作的扇區；
?、趯AM內容復制到FLASH;
?、鄄脸葏^；
?、苌葏^查空；
?、葑x器件ID;
?、拮xBoot代碼版本；
?、弑容^；
?、嘀匦抡{用ISP;
?、嶙xUID.
3.2 FLASH空間分配
LPC11C24 有32 KB 的FLASH 空間，共分為8 個(gè)扇區，每個(gè)扇區的大小為4 KB.為了使程序更新和應用程序更加獨立，本文將FLASH空間分為3個(gè)區，分別為啟動(dòng)程序區，應用程序區，用戶(hù)數據區。
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