一种多单片机程序升级系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多单片机程序升级系统及其方法，包括第一系统状态指示灯、第二系统状态指示灯、系统升级记录接口、Ukey插座、片选开关电路、OTA插座、系统电源电路、模式选择开关、系统对外升级接口、系统扩展接口、微处理器电路和系统调试接口，第一系统状态指示灯、第二系统状态指示灯、系统升级记录接口、Ukey插座、片选开关电路、OTA插座、系统电源电路、模式选择开关、系统对外升级接口、系统扩展接口和系统调试接口均电连接于微处理器电路。本发明专利技术有益效果：通过多单片机程序升级系统，对复杂系统下的多单片机进行程序升级，允许接入Ukey升级，也允许OTA在线升级，该系统的升级版本可以在Ukey和系统都增加硬件加密模块，更好的保证单片机程序安全。

A Multi-MCU Program Upgrading System and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种多单片机程序升级系统及其方法
本专利技术涉嵌入式芯片软件升级
，尤其是一种多单片机程序升级系统及其方法。
技术介绍
OTA技术是指在用户程序运行过程中进行编程。OTA技术是从结构上将单片机内的Flash存储器内存储用户程序的存储空间划分为两个存储区，当运行一个存储区域内存储的用户程序时，可以对另一个存储区域内存储的用户程序进行重新编程，然后，再运行重新编程后的存储体上的用户程序。现有大多数的OTA升级方案都是针对单个节点(一个节点即一个单片机)设计的，对于分布式系统而言，存在多个单片机节点，如果采用单个节点逐个升级的方案，多个节点程序升级所需时间等于各个节点升级时间的总和，因此升级效率很低。单片机以其集成度高、体积小、功能强、功耗低、可靠性高等特点，被广泛地应用到工业设备中，甚至一款设备内部，可能会用到多个单片机，并且用于执行不同的功能。现有技术中，对单片机的在线升级，主要是通过启动加载程序中的在线升级功能代码来完成，使单片机从应用程序复位并运行在线升级功能后，由该功能代码将接收到的待更新程序文件数据覆盖写入到程序Flash区中用于存储应用程序数据的区域，从而达到更新单片机程序的目的。随着超大规模集成电路的迅速发展，芯片的处理速度和处理能力不断提高。单片机凭借其体积小、质量轻、性价比高的优点，在工业控制、网络通讯、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。由于单片机通常需要根据实际应用写入执行特定功能的用户程序，且这些用户程序会随着实际情况的不同或者应用的不断推广需要进行更新，因此，需要经常对单片机中的用户程序进行升级，重新加载更新后的用户程序，使得系统能够按照最新的程序进行处理。单片机升级时，运行加载程序，将升级后的新用户程序写入到单片机的OTA中，替换原用户程序。然后，单片机重启，运行OTA中的新用户程序。为保证单片机正常升级加载程序均存储在单片机的OTA中，使用时从OTA中调入内存运行。由于加载程序仅在单片机升级时使用，但由于其一直保存在OTA中，占用OTA存储空间，这对于OTA极其有限的单片机来说，造成资源的严重浪费。如今技术更新换代迅速，工业及消费类电器通常采用单片机作为主控制器，而单片机的程序往往需要配合技术更新而进行软件升级。传统的单片机软件升级为芯片烧写的方式，该方式操作不便，特别是产品经过销售到达使用者手上，再通过烧写方式进行升级，带来了巨大的人工成本。随着技术发展，一些单片机通过网络进行OTA(OvertheAir)的方式进行软件升级，该方式大大降低了为单片机进行软件升级的成本，操作简单。但是OTA往往只针对单一单片机进行软件升级，应对多单片机的系统则会存在一定的问题。针对上述背景的缺点，提出并设计一种多单片机程序升级系统，兼顾了软件升级的便捷度和软件升级的成本，同时具有一定的软件保密性、使用可扩展性。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种多单片机程序升级系统，该系统也可以应用于其他多嵌入式芯片软件升级情景。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种多单片机程序升级系统，包括电路板，所述电路板分别安装有第一系统状态指示灯、第二系统状态指示灯、系统升级记录接口、Ukey插座、片选开关电路、OTA插座、系统电源电路、模式选择开关、系统对外升级接口、系统扩展接口、微处理器电路和系统调试接口，所述第一系统状态指示灯、第二系统状态指示灯、系统升级记录接口、Ukey插座、片选开关电路、OTA插座、系统电源电路、模式选择开关、系统对外升级接口、系统扩展接口和系统调试接口均电连接于所述微处理器电路。一种多单片机程序升级方法，其中程序升级方法的步骤：在关机状态，将需要升级的多单片机模块串行接口分别固定与系统对外升级接口连接，操作模式选择开关，选择OTA模式或者Ukey模式；当外接电源接入系统电源电路后，电路进行稳压和滤波处理，此时第一系统状态指示灯和第二系统状态指示灯白色常亮，随后进入初始化状态，此时第一系统状态指示灯和第二系统状态指示灯白色快速闪烁；微处理器电路根据所选的升级模式，从OTA升级接口或者Ukey接口接收待更新的软件，根据所选接口，对应的系统状态指示灯蓝色常亮；当从OTA升级接口接收软件时，第一系统状态指示灯保持黄色常亮，当从Ukey接口接收软件时，第二系统状态指示灯保持黄色常亮，另外一盏灯保持不变；微控制器电路读取软件信息，根据软件信息操作片选开关电路打开对应的模块串行接口；软件信息校验时，第一系统状态指示灯黄色常亮，软件信息经过校验后，将软件下发至对应模块，当所有待升级的软件下发完毕后，微处理器将此次升级记录通过系统升级记录接口写入存储卡，如果检测不到存储卡则忽略本次升级记录写入，当且仅当所有软件升级成功时，系统状态指示灯绿色常亮。在上述系统升级过程中，若出现软件信息不通过校验，继续对下一软件进行信息校验；并且当存在一个及以上的软件升级不成功时，微处理器记录升级状态后，系统状态指示灯红色常亮。优选地，所述系统配备系统调试接口，方便用户进行软件升级失败时进行系统调试。优选地，所述系统配备系统扩展接口，对应16个单片机模块，当待升级的多单片机数量超过16个时，可通过系统扩展接口，进行扩展，理论上，该系统可以根据实际需求进行无限扩展。本专利技术有益效果：1、用于类似机器人、工业等复杂的系统场景，通过多单片机程序升级系统，对复杂系统下的多单片机进行程序升级，允许接入Ukey升级，也允许OTA在线升级。2、Ukey为物理实体，类似U盘，内部存储有一个或多个新的待更新的程序，这些程序自带验证码，Ukey可以被寄给用户，用户只需要对多单片机程序升级系统选择Ukey模式，然后插入Ukey，系统供电后将自动对相应的单片机进行程序升级，验证码和物理实体，最大程度保证了单片机程序的安全性和保密性。3、该系统的升级版本可以在Ukey和系统都增加硬件加密模块，更好的保证单片机程序安全，4、OTA在线升级，是在用户需要升级的时候，只需要在上位机的界面操作对应按钮，上位机和系统进行通信，上位机一个或多个新的待更新的程序下发至多单片机程序升级系统，这些程序自带验证码，系统校验成功后，自行对相应的单片机进行程序升级，方便了用户使用，并且很大程度保证了被升级单片机的安全性和保密性。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术整体示意图；图2是本专利技术前视图；图3是本专利技术右视图；图4是本专利技术的俯视图；图5是本专利技术的单片机Flash示意图；图6是本专利技术的系统升级流程图；图7是本专利技术的OTA程序更新模式流程图；图8是本专利技术的Ukey程序更新模式流程图；图9是本专利技术的更新子流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1并结合图2至图9所示，一种多单片机程序升级系统，包括电路板，所述电路板分别安装有第一系统状态指示灯1,、第二系统状态指示灯2、系统升级记录接口3、Ukey插座4、片选开关电路5、OTA插座6、系统电源电路7、模式选择开关8、系统对外升级接口9、系统扩展接口10、微处理器电路11和系统调试接口12，所述第一系统状态指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多单片机程序升级系统，其特征在于：包括电路板，所述电路板分别安装有第一系统状态指示灯(1)、第二系统状态指示灯(2)、系统升级记录接口(3)、Ukey插座(4)、片选开关电路(5)、OTA插座(6)、系统电源电路(7)、模式选择开关(8)、系统对外升级接口(9)、系统扩展接口(10)、微处理器电路(11)和系统调试接口(12)，所述第一系统状态指示灯(1)、第二系统状态指示灯(2)、系统升级记录接口(3)、Ukey插座(4)、片选开关电路(5)、OTA插座(6)、系统电源电路(7)、模式选择开关(8)、系统对外升级接口(9)、系统扩展接口(10)和系统调试接口(12)均电连接于所述微处理器电路(11)。

【技术特征摘要】
1.一种多单片机程序升级系统，其特征在于：包括电路板，所述电路板分别安装有第一系统状态指示灯(1)、第二系统状态指示灯(2)、系统升级记录接口(3)、Ukey插座(4)、片选开关电路(5)、OTA插座(6)、系统电源电路(7)、模式选择开关(8)、系统对外升级接口(9)、系统扩展接口(10)、微处理器电路(11)和系统调试接口(12)，所述第一系统状态指示灯(1)、第二系统状态指示灯(2)、系统升级记录接口(3)、Ukey插座(4)、片选开关电路(5)、OTA插座(6)、系统电源电路(7)、模式选择开关(8)、系统对外升级接口(9)、系统扩展接口(10)和系统调试接口(12)均电连接于所述微处理器电路(11)。2.一种多单片机程序升级方法，其特征在于：其中程序升级方法的步骤：在关机状态，将需要升级的多单片机模块串行接口分别固定与系统对外升级接口连接，操作模式选择开关，选择OTA模式或者Ukey模式；当外接电源接入系统电源电路后，电路进行稳压和滤波处理，此时第一系统状态指示灯和第二系统状态指示灯白色常亮，随后进入初始化状态，此时第一系统状态指示灯和第二系统状态指示灯白色快速闪烁；微处理器电路根据所选的升级模式，从OTA升级接口或者Ukey接口接收待更新的软件，根据所选接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄子晏，万恒鑫，陆致静，
申请(专利权)人：上海杉科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31