2 Boot-Loader 的实现
2.1 Boot-Loader 的启动
上电复位后,PC指针首先指向Boot-Loader,Boot-Loader首先初始化IO口,然后判断用户有无按下启动Boot-Loader的按键。如果该键没有被按下,同时Flash内有用户代码,则跳到用户程序入口。下面代码是用汇编写用户入口子程序。
PUBLIC EnterUser
CODE16
EnterUser:
ldr r1, = 0x15fc ; 0x15fc 保存用户入口地址
ldr r0, [r1,#0]
bx r0
如果用户在上电时有按下该键,则运行Boot-Loader 的主循环。
2.2 USB 驱动
USB驱动采用HID类以省下开发驱动程序的需要。HID的报表采用如下结构:
const char LoaderDescriptor[] = {
0x06, 0xA0, 0xFF, // 厂家定义用途
0x09, 0x01, // 厂家定义用途
0xA1, 0x01, // 报表集合:应用
// The Input report
0x09, 0x03, // 厂家定义的报表ID
0x15, 0x00, // 逻辑最小值 (0)
0x26, 0xFF, 0x00, // 逻辑最大值(255)
0x75, 0x08, // 报表位宽(8 位)
0x95, 0x03, // 报表长度(3 )
0x81, 0x02, // 输入报表
// The Output report
0x09, 0x04, // 厂家定义的报表ID
0x15, 0x00, // 逻辑最小值 (0)
0x26, 0xFF, 0x00, // 逻辑最大值 (255)
0x75, 0x08, // 报表位宽
0x96, 0x04, 0x01, // 报表长度(260 字节)
0x91, 0x02, // 输出报表
0xC0}; // 集合结束
这样PC下传的数据报大小是260B,其中第一字节为写命令,第二,第三字节是用户固件的页地址(用户固件需编译为二进制文件*.bin)。接下来是256字节的固件数据。
2.3 Flash 的操作
把所有操作Flash的函数定义在RAM空间,例如:
__ramfunc int CFlash::Erase_All(void)
因为SAM7Sxx系列的Flash采用单层结构,不允许程序在Flash上运行的同时改写Flash的内容, 所以要将操作Flash的程序放在RAM中运行。
2.4 数据包的处理
第一个数据包包含用户启动代码和异常向量表。Boot-Loader需要修改复位向量,并保存用户入口地址(伪代码如下)
if (Page == 0) {
Get User Entrance Address
Replace User Entrance Address with Boot-Loader Entrance Address
Program first page into Flash
Set flag to indicate an unfinished task
Calculate checksum and return to PC
}
收到结束指令后需要设置完成标志(伪代码如下):
if (Command == END_OF_TASK) {
Write last page into Flash
Reset unfinished flag
Calculate checksum and return to PC
}
如果页地址与boot-loader 重叠,则不进行写操作,仅返成功标志给PC:
if ( (Page >= BL_START_PAGE) && (Page <= BL_END_PAGE) ) {
ret = true ;
break ;
}
3 PC端下载软件的实现简介
下面是标准的PC端操作流程:
- 获得USB HID 类GUID
- 获得所有HID设备结构数组
- 根据VID PID 获得设备信息
- 打开设备句柄
- 与Boot-Loader 进行通讯
以上操作步骤在Windows, MacOS, Linux 中都是通用的,读者可以在参考文献3找到关于PC端程序实现的具体方法。
图 Boot-loader 在Flash中的位置(以SAM7S256为例)