【翻译贴】AN11511:LPC11U6x在应用编程IAP应用笔记

阿哲

1.  简介

LPC11U6x是基于ARM Cortex-M0的低成本32位MCU系列产品，以高达50MHz的CPU频率工作。LPC11U6x支持高达256KB的闪存、4kB的EEPROM以及36kB的SRAM。

ARM Cortex M0+是一个易于使用的、高效节能的内核，采用两级流水线和快速单周期IO访问。LPC11U6x的补充外设包括一个DMA控制器、一个CRC引擎、一个带无晶振低速模式的全速USB设备控制器、两个I2C总线接口、多达5个USART、两个SSP接口、带有六种可配置多功能定时器的PWM/定时器子系统、实时时钟、一个12位ADC、温度传感器、功能可配置的IO端口以及最多80个通用I/O引脚。

在应用编程IAP允许在运行用户应用代码的同时操作片上闪存。位于BOOT ROM的IAP指令可以用来操作片上闪存或者是获得存储在片上ROM的某些信息。这可以包括：

•  现场升级固件

•  EEPROM的内容替换

•  数据存储

2.  闪存规格

LPC11U6x的片上闪存分组为扇区。闪存被分为24个4kB和5个32kB的扇区。每256字节的独立页面可以通过使用页擦除指令擦除。

图1. LPC11U6x闪存结构

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3.    EEPROM

LPC11U6x包含2 kB或者4 kB的片上可擦除字节以及可编程字节的EEPROM数据存储。EEPROM可以通过片上的引导加载程序软件使用IAP进行编程。

4.    IAP简介

4.1    IAP初始化

IAP程序位于引导ROM。IAP程序位于0x1FFF1FF0地址，并且它是thumb代码。要访问IAP程序，其入口点必须定义。对于 LPC11U6x，该地址是0x1FFF1FF1。

1. 1    #define IAP_LOCATION 0x1FFF1FF1

复制代码

该IAP程序占用两个无符号32位整型数组，command_param和status_result作为输入参数。command_param是一个五个元素的数组，status_result是一个4个元素的数组。该数组可以如下定义：

1. 2    unsigned int command_param[5];
   
2. 
   
3. 3    unsigned int status_result[4];

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或者可以定义如下：

1. 4    unsigned int * command_param;
   
2. 
   
3. 5    unsigned int * status_result;
   
4. 
   
5. 6    command_param = (unsigned int *) <address>
   
6. 
   
7. 7    status_result = (unsigned int *) <address>

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4.2    IAP程序

表1.        IAP程序

IAP命令	编码	功能说明	注意事项
准备扇区的写操作	50	关闭指定的闪存扇区的写保护	该函数必须在执行“复制RAM到闪存”或者“擦除扇区”命令之前被调用。
制RAM到闪存	51	执行一个从RAM到闪存的写操作。	闪存扇区必须在内容可以写入之前准备好写操作。确保在复制过程中没有执行其他的闪存访问。源数据必须位于RAM中。
擦除扇区	52	擦除整个闪存扇区的内容。	闪存扇区必须在可以擦除时准备好写操作。确保在擦除过程中没有执行其他的闪存访问。
扇区查空	53	判断闪存扇区是否被擦除	无

4.3        IAP注意事项

IAP在运行过程中操作内存。因此，必须采取一定的预防措施来确保正常的操作。

4.3.1        中断

当使用IAP程序时，在擦除和写入操作时必须避免任何访问内存的操作。如果向量表中断位于闪存中，所有的中断必须在擦除和写入前被禁用。

LPC11U6x通过改变SYSMEMREMAP寄存器中的MAP位能重新映射中断向量表到RAM。这允许产生中断，即使是在擦除和写入操作的过程中。但是由于不能在此期间访问闪存，中断处理程序必须从RAM执行。因此，所有与中断处理程序相关的代码必须从闪存复制到RAM中。

4.3.2        RAM使用

IAP程序使用在片上RAM顶层部分的32个字节的空间用于执行代码，以及最多128个字节的堆栈空间。如果在应用程序中允许IAP内存编程，用户程序不应该使用此空间。此外，如果中断向量表被映射到SRAM中，存储器映射的底部512字节不应该使用。

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5.        IAP示例项目和中断处理

5.1        软件设置

5.1.1        SRAM内存映射

演示程序的代码将中断向量重新定位到SRAM，并且使用IAP代码。这意味着，编译器必须进行配置以使得存储器底部的512字节和顶部的32字节不能被接触到。在Keil环境中， IRAM1部分应该设定为小于实际SRAM的大小，以防止编译器使用这些区域。

该SRAM起始地址是0x1000 0000。由于中断向量表使用SRAM底部的512字节，起始位置设置为0x1000 0200。LPC11U6x的SRAM大小为32kB。由于IAP使用SRAM顶部的32字节，这意味着可用的SRAM大小为32 KB - 32字节= 32736字节。由于512个字节也被用于中断向量表， SRAM的大小现在变为：

32768 – 32 – 512 = 32224 字节，即0x7DE0.

图2.        Keil IROM和SRAM重映射

在LPCXpresso IDE中，通过改变MCU的设置实现相同的任务。

图 3.        LPCXpresso闪存和SRAM重映射

在IAR Embedded Workbench中，通过更改链接配置设置实现SRAM的重新映射。RAM地址设置为0x1000 0200，结束地址设置为0x1000 7FE0。

图  4.        IAR Embedded Workbench ROM和SRAM重新映射

5.1.2        中断重映射

在NXP的LPC11U6x上系统重映射寄存器SYSMEMREMAP选择异常向量是从引导ROM读取或是闪存、SRAM。默认情况下，闪存映射到地址0X0000 0000。当寄存器SYSMEMREMAP中的MAP位设置成0x0或者0x1，引导ROM或者RAM分别映射到存储器映射的底部512字节（地址0x0000 0000到0x0000 0200）。

图  5.        SYSMEMREMAP寄存器

因此，对于IAP过程的中断处理，用户代码应该将中断向量表从0x0000 0000复制到0x1000 0000，然后设置MAP位为0x1选择从RAM映射的异常向量。整个底部512字节闪存块应该复制到RAM中。

5.1.3        系统定时器中断

系统定时器用来在软件运行时创建一个周期性的中断。由于在IAP过程中，软件无法访问到闪存，系统定时器的中断处理程序应该重新定位到SRAM中。

图  6.        Keil中的SysTick中断处理程序设置

在LPCXpresso IDE中，系统定时器处理函数通过使用.data.ramfunc指令直接放置到SRAM中。

1. 8        __attribute__ ((__section__(".data.ramfunc")))
   
2. 9        void SysTick_Handler(void){
   
3. 10        LPC_GPIO_PORT->NOT[2] = (1<<5);}
   

复制代码

在IAR Embedded Workbench中，系统定时器处理函数通过使用编译器指令ramfunc放置到SRAM中。     .

1. 11        __ramfunc void SysTick_Handler(void){  12                LPC_GPIO_PORT->NOT[2] = (1<<5);}

复制代码

5.1.4        处理IAP过程中的中断

当IAP程序被调用时，LPC11U6x的闪存是无法访问的。这可以通过重新定位中断表到SRAM来解决。

中断向量表移动到SRAM。SYSMEMREMAP寄存器的MAP位设置成0x1，表示向量表位于SRAM中，而不是闪存中。

1. 13        CopyInterruptToSRAM();        //remap interrupt vector to SRAM
   
2. 14        LPC_SYSCON->SYSMEMREMAP = 0x1;        //change memory map

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通过使用函数”CopyInterruptToSRAM”将中断向量表复制到SRAM中。该函数调用硬件编码从闪存地址0x00复制到SRAM地址0x1000 0000。

图 7.        复制中断处理程序到SRAM

在EEPROM写入和读取过程中，必须禁用中断以便正确进行IAP操作。

5.2        硬件设置

IAP指令的输入参数‘CCLK’应该在千赫等级等于CPU的时钟频率。如果CCLK参数小于CPU的时钟，那闪存的操作有可能不稳定。如果CCLK参数高于CPU的时钟，闪存操作有可能慢比预期。如果CCLK不等于CPU时钟，闪存的可靠性不能得到保证。

带UART的LPC11U68万利开发板和Xpresso开发板用于实现演示代码。

图 8.        LPC11U68万利开发板

图 9.        LPC11U68 Xpresso开发板

图 10.  RS232串口线

将串口线连接到LPC11U68万利开发板和PC，并且运行代码。按照控制台的指令进行操作。LPC11U68的Xpresso开发板不支持UART连接。

图 11.  LPC11U68万利开发板上的UART和 调试器连接

对于Keil IDE使用ULINK调试器，对于LPCXpresso IDE使用LPC Link-2，以及对于IAR Embedded Workbench IDE可以使用Jlink。   

图 12.  ULINK调试器  

      

图 13.  LPC Link-2

图 14.  Segger J-link

5.3        应用示例

演示软件发送一个菜单系统到PC，通过UART连接，以9600波特率。演示软件演示了IAP调用：

•        EEPROM写入

•        EEPROM读取

•        读取器件的部分ID

•        读取启动代码的版本

•        擦除扇区

•        从RAM复制内容到闪存

•        验证在存储区位置的数据

•        擦除页

下图显示了在PC上使用Tera Term的 UART菜单显示。

图 15.  PC上的UART窗口

在万利开发板的IAR包中，UART方式没有实现。当IAP成功时，Led发光。

在LPC11U68的Xpresso开发板，板上的LED指示了IAP的状态。如果IAP成功，LED指示灯变成绿色。如果IAP失败变为红色。

图 16.  Xpresso开发板上的状态指示灯

阿哲

6.        结论

本应用笔记提供了用于在LPC11U6x微控制器系列实现IAP的例程。 可用于LPC11U6x的IAP程序提供了一种简便的方法用于数据存储或程序更新。由于这些程序存储在片上ROM，用户应用程序的代码规模可以最小化。

有关IAP程序如何操作的其他详细信息，请参阅LPC11U6x的用户手册。

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NXP AN11511_LPC11U6x在应用编程IAP应用笔记中文翻译文档：

AN11511_LPC11U6x在应用编程IAP应用笔记.pdf (1.01 MB, 下载次数: 14)

2016-1-22 22:27 上传

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