4.接收機(jī)USB固件升級

　　4.1 接收機(jī)DFU實(shí)現(xiàn)

　　接收機(jī)DFU的設(shè)計(jì)方案是通過USB接口的數(shù)據(jù)傳輸功能接收來自PC機(jī)的固件升級文件，利用MCU的在應(yīng)用編程（In ApplicationProgramming,IAP）功能來實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的固件升級。

IAP就是MCU通過對外接口（如USART,U S B,以太網(wǎng)，無線信道等）接收升級固件，并在程序運(yùn)行過程中重新對內(nèi)部FLASH進(jìn)行編程的技術(shù)。如圖3所示為接收機(jī)IAP功能實(shí)現(xiàn)的示意圖。

　　I A P的實(shí)現(xiàn)需要兩部分程序：引導(dǎo)程序、用戶程序。引導(dǎo)程序需要通過仿真器或通過在系統(tǒng)中編程（In System Programming,ISP）的方式燒寫。用戶程序可以和引導(dǎo)程序一起燒寫，也可通過引導(dǎo)程序的IAP功能燒寫。

　　實(shí)現(xiàn)IAP功能的核心是引導(dǎo)程序，這部分程序主要負(fù)責(zé)與PC機(jī)同步，通過USB接收升級固件，并寫入MCU指定的內(nèi)存地址，MCU復(fù)位后程序指針跳轉(zhuǎn)并執(zhí)行新用戶程序，從而完成接收機(jī)的固件升級。

　　4.2 DFU模式進(jìn)入機(jī)制

　　接收機(jī)有兩種工作模式：DFU升級模式和正常工作模式。兩種工作模式不能同時(shí)運(yùn)行，由于接收機(jī)在DFU升級模式下，就不再是能收聽DAB節(jié)目的接收機(jī)，而是相當(dāng)于EEPROM（電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器）存在，所以接收機(jī)從正常工作模式進(jìn)入到DFU升級模式，需要外部提供一個(gè)中斷信號(hào)。

　　在本文設(shè)計(jì)方案中，采用MCU的PC8端口對應(yīng)的按鍵作為同步按鍵，接收機(jī)進(jìn)行固件升級時(shí)，MCU通過識(shí)別同步按鍵產(chǎn)生的中斷信號(hào)與PC機(jī)進(jìn)行同步，從而使接收機(jī)進(jìn)入DFU升級模式。

　　4.3 接收機(jī)IAP程序設(shè)計(jì)

　　接收機(jī)上電復(fù)位，MCU首先從地址0×8000004處取出復(fù)位中斷向量地址，程序指針跳轉(zhuǎn)執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序。正常情況下，程序指針跳轉(zhuǎn)至用戶程序的main函數(shù)處執(zhí)行用戶程序，但接收機(jī)處于DFU升級模式下，程序指針將跳轉(zhuǎn)至引導(dǎo)程序的main函數(shù)處執(zhí)行IAP功能相關(guān)操作。如圖4所示為接收機(jī)實(shí)現(xiàn)DFU的程序流程圖。

　　執(zhí)行IAP功能操作時(shí)，MCU首先對USB接口進(jìn)行初始化，然后接收來自PC機(jī)的升級固件，并從內(nèi)部FLASH的0×8004000地址處開始寫入。

　　寫入過程完畢，MCU執(zhí)行復(fù)位操作，隨后接收機(jī)工作在正常運(yùn)行模式下，程序指針將跳轉(zhuǎn)至新寫入用戶程序的復(fù)位中斷向量表處，取出復(fù)位中斷向量地址，執(zhí)行復(fù)位中斷響應(yīng)操作，并跳轉(zhuǎn)至新用戶程序的main函數(shù) 處開始執(zhí)行。

　　接收機(jī)再次上電，工作在正常運(yùn)行模式下，MCU的程序指針會(huì)直接跳轉(zhuǎn)至FLASH的0×8004000地址處即新用戶程序的main函數(shù)處，執(zhí)行新寫入的用戶程序。

　　4.4 程序存儲(chǔ)空間分配

　　接收機(jī)是以STM32系列微控制器作為核心處理器，采用A R M公司專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的C o r t e x – M 3內(nèi)核。S T M 3 2系列存儲(chǔ)器在Cortex-M3內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了FLASH、SRAM等，使其成為可以工作的處理芯片。

　　STM32的存儲(chǔ)器地址空間總共劃分為8塊區(qū)域，每塊區(qū)域大小為512M.如圖5所示為STM32系列MCU存儲(chǔ)器第一塊區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　引導(dǎo)程序和用戶程序都存放在第一塊Flash區(qū)域內(nèi)，引導(dǎo)程序存放在0×8000000-0 x 8 0 0 3 F F F區(qū)域，用戶程序存放在0 x 8 0 04000-0x801FFFF區(qū)域。為了使FLASH區(qū)域內(nèi)存放的引導(dǎo)程序和用戶程序代碼之間不發(fā)生沖突，新用戶程序的中斷向量表需要做重映射。

　　固件升級完成后，在新用戶程序執(zhí)行過程中，F(xiàn)LASH區(qū)域的不同地址處存在兩個(gè)中斷向量表。當(dāng)有中斷請求來臨時(shí)，程序指針仍然會(huì)跳轉(zhuǎn)至引導(dǎo)程序的中斷向量表處，而不是新用戶程序的中斷向量表處，這是由MCU內(nèi)部硬件工作機(jī)制決定的。