基于ARM微控制器LPC2138的分布式系统设计

技术分类: 嵌入式系统  | 2007-07-04
来源:电子设计应用 | 作者:电子工程学院研究生一队 高俊尧 黄超

  LPC2138的IAP程序位于Boot Block中,占用12KB存储空间,位于地址0x0007D000~ 0x0007FFFF的Flash中,同时它的最低64字节也出现在从地址0x00000000开始的Flash存储器区域,所以复位后中断向量被激活,跳转到Boot Block装载程序的入口。Boot装载程序控制复位后的初始化操作,并提供实现Flash编程的方法。

  IAP程序是Thumb代码,位于地址0x7FFFFFF0(重映射后地址)处。IAP的功能可用下面的C代码来调用。

  (1)定义IAP程序的入口地址(由于IAP地址的第0位是1,因此,当程序计数器转移到该地址时会引起Thumb指令集的变化)

  #define IAP_LOCATION 0x7FFFFFF1

  (2)定义数据结构或指针

  unsigned long command[5];

  unsigned long result[2];

  (3)定义函数类型指针

  Typedef void (*IAP) (unsigned int[],unsigned int[]);

  IAP iap_entry;

  (4)设置函数指针

  iap_entry = (IAP) IAP_LOCATION;

  (5)调用IAP

  iap_entry (command,result);

  程序开发采用ARM公司的集成开发工具ADS1.2,把终端程序分为主程序和更新程序两部分:

  主程序用来实现终端的功能,是需要进行更新的部分,更新程序仅负责主程序的更新。编译链接时主程序占据0~14扇区,更新程序占据22~26扇区,15~21扇区用来存储待更新主程序。更新程序用到的数据定义到片内RAM中0x40007800~0x40007FFF区域。另外为了实现主程序和更新程序的精确定位,设置ARMLinker中Linktype用Scattered方式,它能根据格式文件中指定的地址映射生成ELF格式的映像文件。

  更新过程可大体分为程序更新准备和程序更新两个阶段:

  准备阶段分三步完成,首先主站通过RS485总线将编译过的新终端主程序(不包含更新模块)分成小的数据单元下传给

终端,终端将收到的经校验正确的数据存储到片内Flash存储器中,然后主站查询终端代码的接收情况,并对传输错误的部分重新下传进行更正,最后主站发送启动更新指令,终端检验程序数据正确性并置上更新标志,停止刷新看门狗,从而使终端复位。

  程序更新分两步完成,首先终端重启时检测到更新标志有效即可调用更新程序进行程序更新,程序更新完成后再次使终端自复位,即可运行更新后的程序代码,完成程序更新全过程。

  另外,由于IAP服务代码是Thumb指令,用C程序直接调用时须在设置编译参数ATPCS时选中Arm/ThumbInte2rworking项。由于执行IAP命令使用片内RAM顶端的32个字节空间,因此用户程序不应该使用该空间。调用IAP功能前,要关闭PLL、MAM(存储器加速模块)部件及所有中断以及正确设置系统时钟。

  结语

  基于ARM微处理器的分布式控制系统不仅提高了系统集成度,增强了系统功能和系统稳定性,而且通过其强大的处理能力和IAP技术也使得系统智能化程度提高,符合分布式控制系统的发展方向。

  参考文献

  1.Philips Semiconductor . LPC2131/2132/2138 User Manual. 2004/11/22

  2.周立功, 张华 等. 深入浅出ARM7——LPC213x/214x(上册)[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, 2005年6月第一版

  3.赵会宾, 田庆春. 利用LPC2214的IAP功能实现程序远程更新[J]. 无线电工程, 2006年第36卷第7期

  4.吴强, 周小芳. RS-485网络通信的无极性接线设计[J]. 电子工程师, 2005年12月第31卷第12期

  5.王永清, 左敬志, 朱保昱. 基于MSP430F123的分布式水下电脑灯控制系统[J]. 现代电子技术, 2005年第5期总第196期

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