基于串口制造技术

本发明专利技术涉及一种基于串口

【技术实现步骤摘要】
基于串口IAP的多核嵌入式系统及其固件程序在线更新方法


[0001]本专利技术涉及嵌入式设备控制及软件
，具体涉及一种基于串口
IAP
的多核嵌入式系统及其固件程序在线更新方法
。

技术介绍

[0002]随着串口
IAP
技术的发展，其已逐渐应用于单独的
ARM
或
FPGA
固件程序的在线升级中
。
然而在大部分的嵌入式控制系统中，往往都结合了
ARM
与
FPGA
嵌入式技术
。
在现有技术中，系统预留的
ARM
及
FPGA
烧写接口均为传统的
SWD
接口和
JTAG
接口，这就导致产品在外场试验时或移交用户后，若需对相关软件进行升级，往往只能请专业人员携带指定仿真器前往产品所在地现场进行更新，不仅成本高
、
效率低而且存在诸多限制和不便
。
更重要的是专业人员现场更新时可能需要拆解产品
(
如拆盖
)
，类似的操作极大的破坏了产品的气密性和防水性，导致其某些性能受到影响
。
[0003]为了保证嵌入式产品的性能以及使用维护的便利性，研发一种能够应用于多核嵌入式固件程序在线升级的方法显得尤为重要
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种基于串口
IAP
的多核嵌入式系统，该系统包括
ARM
部分
、FPGA
部分
、
片外存储芯片
、
串口盒
。
所述
ARM
部分
、FPGA
部分
、
片外存储芯片封装在一起形成具备某种功能的设备
。
所述
ARM
部分分别与串口盒
、FPGA
部分
、
片外存储芯片电连接并进行单向或双向通信，由此实现数据
、
指令等的传输
。
[0005]进一步的，该系统还包括
PC
端，在需要的时候
PC
端可通过串口盒与
ARM
部分电连接并进行单向或双向通信
。
[0006]进一步的，所述
ARM
部分存储有固件程序，所述固件程序包括
Bootloader
程序
、
用户应用程序
(APP)。
其中
Bootloader
程序主要用于在产品或设备上电后自检是否需要更新相关固件程序
(
包含
ARM
固件程序和
FPGA
固件程序
)
，用户应用程序则主要用于接收
PC
端发送过来的指令和
bin
文件
。
[0007]进一步的，所述
FPGA
部分包括电连接并双向通信的
FPGA
主芯片和配置芯片，所述配置芯片中存储有
FPGA
固件程序
。
[0008]进一步的，所述片外存储芯片可以是
FLASH
或
EEPROM
，其中存储或备份有升级或恢复所需的
ARM
固件程序和
FPGA
固件程序
。
[0009]更进一步的，所述片外存储芯片中按地址范围划分为至少5个区，每个区分别用于存储不同的内容，包括程序烧写标识数据帧
、
多核嵌入式设备出厂
ARM
用户应用程序和
FPGA
固件程序以及根据用户需求需升级的
ARM
用户应用程序和
FPGA
固件程序
。
[0010]进一步的，所述串口盒与
ARM
的接口通信形式为串口
DMA
方式，其主要用于接收升级指令和升级程序的
bin
文件
。
采用串口
DMA
方式，综合了
DMA
接收完成中断和串口空闲中断等优点，较一般的串口通信而言，该方案大大减少了中断次数，提高了
MCU
的工作效率
。
[0011]本专利技术的目的之二在于提供一种基于串口
IAP
的多核嵌入式系统固件程序在线更新方法，该方法主要包括以下步骤：设备上电后
ARM
部分先运行
Bootloader
程序并自检
ARM
部分和
FPGA
部分是否需要升级固件程序，如是则通过通信接口自动加载片外存储芯片指定地址内的固件程序到
ARM
或
FPGA
配置芯片，实现系统
ARM
和
FPGA
程序的恢复或升级；如否则跳转至用户应用程序正常运行，在用户应用程序运行过程中，如果收到
ARM
部分或
FPGA
部分更新所需的固件程序文件，则将其存储至片外存储芯片中备用
。
[0012]进一步的，
ARM
部分接收到更新
(
升级或恢复
)
指令后，自动加载片外存储芯片中存储的相应固件程序文件到
ARM
部分内置的
FLASH
用户应用程序区域或者
FPGA
部分的配置芯片进行更新，
ARM
部分的固件程序更新完成后系统自动重启并运行更新后的程序，
FPGA
部分的固件程序单独更新完成后，系统无需重启直接运行更新后的程序
。
[0013]本专利技术能够在产品发布后通过预留的通信接口，同时对
ARM
和
FPGA
的固件程序进行在线升级或恢复，不必专人现场作业，不会破坏产品的密封结构，具有效率高
、
维护成本低等优点
。
另外本专利技术无需借助仿真器，提高了产品生产调试
、
工程维护及软件恢复或升级的便捷性和可维护性
。
本专利技术所述系统及方法具有抗干扰能力强
、
接口信号少等优点，还可根据用户需求，使用其它通信接口
(
如
SPI、IIC
等
)。
附图说明
[0014]图1为多核嵌入式系统的示意图；
[0015]图2为
ARM
部分的固件程序升级流程示意图；
[0016]图3为
FPGA
部分的固件程序升级流程示意图；
[0017]图4为串口通讯协议
。
具体实施方式
[0018]为使本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于串口
IAP
的多核嵌入式系统，其特征在于：该系统包括
ARM
部分
、FPGA
部分
、
片外存储芯片
、
串口盒，所述
ARM
部分
、FPGA
部分
、
片外存储芯片封装在一起形成硬件设备，所述
ARM
部分分别与串口盒
、FPGA
部分
、
片外存储芯片电连接并进行单向或双向通信
。2.
如权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括
PC
端，所述
PC
端通过串口盒与
ARM
部分电连接并进行单向或双向通信
。3.
如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述
ARM
部分存储有固件程序，所述固件程序包括
Bootloader
程序
、
用户应用程序
。4.
如权利要求3所述的系统，其特征在于：
Bootloader
程序在设备上电后自检是否需要更新
ARM
固件程序或
FPGA
固件程序，用户应用程序能够接收
PC
端发送的指令和
bin
文件
。5.
如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述
FPGA
部分包括电连接并双向通信的
FPGA
主芯片和配置芯片，所述配置芯片中存储有
FPGA
固件程序
。6.
如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述片外存储芯片为
FLASH
或
EEPROM
，其中存储或备份有升级
、
恢复所需的
ARM
固件程序
、FPGA
固件程序
...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏苗，皮雳，陈德明，尹世航，杨志强，叶林威，欧元，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装备部驻武汉地区军事代表局，
类型：发明
国别省市：