A-B 1756-IB16D嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)zui終需要將編譯好的代碼下載到具體的微控制器芯片上，而不同廠家的微控制器芯片有不同的下載方式。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的更新，用戶程序加載趨向于在線編程的方式，越來越多的芯片公司提供和開放了用戶更新程序的接口與方式，以提高整個系統(tǒng)的可靠性和可維護性。ST公司基于 CortexM3內(nèi)核的STM32系列產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用，在許多基于STM32系列產(chǎn)品的開發(fā)過程中不可避免要進行用戶程序的加載。本文在介紹IAP技術(shù)原理基礎(chǔ)上，詳細論述使用該技術(shù)在STM32F103ZE芯片上實現(xiàn)用戶在線更新功能的方法，并具體分析其中可能發(fā)生異常的原因。

　　1　背景綜述

　　1.1　A-B 1756-IB16D主要程序更新方式

　　目前，除了直接通過仿真器或燒錄器進行程序更新方式外，主要有Bootloader技術(shù)、ISP技術(shù)以及IAP技術(shù)3種更新程序的方法。

　?。?） Bootloader技術(shù)

　　引導(dǎo)加載程序，是指系統(tǒng)加電時，控制器將一段存儲在外部非易失性存儲器中的代碼載入到內(nèi)部高速存儲器單元（如片內(nèi)RAM）中執(zhí)行的過程。

　　（2） ISP（In System Programming）技術(shù)

　　MCU內(nèi)部自帶Bootloader，通過的方式激活，通過通信接口下載或擦除用戶代碼。需要有外部介入，靜態(tài)的，在用戶代碼沒有運行時進行下載。

　?。?） IAP（In Application Programing）技術(shù)

　　單片機內(nèi)部具有一些可擦寫的非易失存儲器，如Flash。在微控制器獨立運行時，用戶利用自己編寫的燒寫程序通過通信下載或擦除自己的代碼。注意不具備IAP功能的單片機并不能對Flash的數(shù)據(jù)進行修改。無需外部介入，動態(tài)的，在用戶代碼運行時進行下載。

　　1.2　A-B 1756-IB16D系列簡介

　A-B 1756-IB16D系列微控制器基于CortexM3內(nèi)核，并在其架構(gòu)上進行了多項改進，包括在提升性能的同時提高了代碼密度的Thumb2指令集，以及大幅度提高中斷響應(yīng)的緊耦合嵌套向量中斷控制器，從而大大提高了處理速度，降低了系統(tǒng)功耗。使用新內(nèi)核的Thumb2指令集，設(shè)計人員可以把代碼容量降低 45%，幾乎把應(yīng)用軟件所需內(nèi)存容量降低了一半。此外，STM32提供豐富的外圍接口，目前廣泛應(yīng)用到工業(yè)用及家用安全設(shè)備、消防和暖氣通風空調(diào)系統(tǒng)等，以及家電、消費電子、低功耗的可便攜式設(shè)備等。本文以STM32F103ZE為例來研究及使用IAP技術(shù)。

　　2　A-B 1756-IB16D技術(shù)

　　2.1　IAP技術(shù)原理

　　首先人為設(shè)定單片機內(nèi)部存儲區(qū)分為兩塊：其中一塊稱為Boot區(qū)，用于存儲IAP功能程序代碼；另外一塊稱為常態(tài)存儲區(qū)，用于存儲除IAP功能外的所有程序代碼。IAP技術(shù)指的是， MCU在運行的狀態(tài)下，通過程序（PC）指針不斷讀取需要執(zhí)行的程序指令。正常情況下，PC指針只在常態(tài)存儲區(qū)內(nèi)移動，并讀取指令，如圖1所示。當用戶需要更新或升級程序時，程序指令會將PC指針跳轉(zhuǎn)至Boot區(qū)。這段存儲區(qū)的指令代碼的功能是，通過通信等方式接收用戶需要更新的程序數(shù)據(jù)，并通過校驗確認接收到的程序數(shù)據(jù)正確后，根據(jù)約定的方式寫入常態(tài)存儲區(qū)，如圖2所示。當完成用戶程序更新后，PC指針再跳回到常態(tài)存儲區(qū)，開始執(zhí)行存儲在其上的用戶程序，這樣便實現(xiàn)了IAP功能。

　　圖1　通過A-B 1756-IB16D指針讀取程序指令 圖2　更新存儲區(qū)代碼

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