MCU雙鏡像機(jī)制如何使能?
一. 背 景
嵌入式設(shè)備升級過程中會由于斷電、強(qiáng)行中斷等外部因素,導(dǎo)致新固件寫入Flash時不能完整寫入,使系統(tǒng)啟動時出現(xiàn)問題。或設(shè)備運(yùn)行中,鏡像文件被意外損壞,導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,設(shè)備無法運(yùn)行。面對以上問題,可以使用雙鏡像機(jī)制(dual image),它保證至少有一個鏡像文件是可以啟動,并且在任何時候都能正常工作。如果發(fā)生意外,引導(dǎo)加載程序檢測并使用備用的鏡像文件。
二. 原 理
(資料圖片)
LPC5536 ROM支持內(nèi)部Flash的雙鏡像引導(dǎo)(也支持FlexSPI外部Flash,原理相同),即在Flash可以放置兩個引導(dǎo)鏡像,ROM根據(jù)鏡像文件版本號決定啟動哪個鏡像,首先啟動最新版本號的鏡像,如果失敗,則啟動舊鏡像文件。
通電啟動時,ROM首先檢測CMPA中關(guān)于重定位鏡像文件的位置和大小,然后檢測兩個鏡像的版本號,所以在使用雙鏡像機(jī)制時,主要對鏡像文件重定位和版本號進(jìn)行配置。
ROM從內(nèi)部Flash啟動雙鏡像文件流程圖如下:
2.1 鏡像文件重定位
LPC5536內(nèi)部Flash支持重映射,當(dāng)設(shè)置重映射偏移量后,F(xiàn)lash AHB 總線將訪問偏移后的地址。例如,當(dāng)偏移量設(shè)置為128K(0x20000),對0x0的訪問將被重新映射到地址0x20000。通過這個特性,ROM可以實(shí)現(xiàn)雙鏡像引導(dǎo)。下面是一個關(guān)于內(nèi)部Flash存放兩個鏡像文件的簡圖。
第二個鏡像的偏移量和重映射大小由用戶在CMPA區(qū)域設(shè)置,讓ROM知道第二個鏡像的位置。
2.2 配置鏡像的版本
在頭文件偏移量為0x24處設(shè)置鏡像版本號,如下表格所示,第16位-31位設(shè)置鏡像文件版本號,第10位表示鏡像文件是否存在版本號,使用雙鏡像機(jī)制時,此位設(shè)置為1.
三. 應(yīng) 用
3.1 配置CMPA
配置CMPA中數(shù)據(jù)值修改cmpa.bin文件,通過blhost把修改后的bin文件寫入CMPA,以配置image1偏移量和重映射大小,流程如下:
a. 打開一個全0的cmpa.bin,修改0x3E23C處數(shù)據(jù)為0x20000,高位在右低位在左,如下:
b. 修改重映射大小。地址0x3E238處修改為0x1d800,如下:
c. 保存并重命名為cmpa_new.bin,另存為\blhost_2.6.7\blhost_2.6.7\bin\win
3.2 燒寫cmpa_new.bin
借助blhsot 工具燒寫,blhost 2.6.7是一個命令行調(diào)試工具,界面如下:
測試blhost與開發(fā)板通信是否正常:
首先,從設(shè)備管理器查看開發(fā)板與電腦連接端口號
其次,開發(fā)板J43上使用跳線帽連接3和4,使能ISP啟動;
然后,按下復(fù)位鍵,輸入連接測試命令blhost -p com12 -- get-property 1
判斷是否正常通信,如連接成功會提示信息:
寫入修改好的bin文件數(shù)據(jù)到CMPA
通過使用blhost -p com12 -- write-memory 0x3e200 cmpa_new.bin命令,寫入CMPA:
為確保正確寫入,查看設(shè)置之后CMPA數(shù)據(jù)
通過命令blhost -p com12 -- read-memory 0x3e200 512查看設(shè)置后的CMPA數(shù)據(jù):
3.2 雙鏡像版本設(shè)置
根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果,Image0的功能是LPC5536-evk開發(fā)板上紅燈閃爍,Image1功能是綠燈閃爍。
Image0 設(shè)置版本號為1,Image1 設(shè)置版本號為2:
打開紅燈閃爍的工程,修改頭文件偏移量0x24處為0x10400
打開綠燈閃爍的工程,修改頭文件偏移量0x24處為0x20400
3.3 分配Flash
LPC5536JBD100用戶可用的內(nèi)部Flash共246K,所以Image0 分配到0x0-0x1FFFF地址范圍內(nèi),Image1分配到0x20000-0x3D7FF地址范圍內(nèi)。如果使用MCUXpresso ID,設(shè)置如下:
工程->右鍵屬性->MCU settings,設(shè)置起始地址和大小,完成后點(diǎn)擊應(yīng)用按鈕。
紅燈閃爍工程:
綠燈閃爍工程:
重現(xiàn)編譯工程。
3.4 功能測試
測試程序?yàn)閮蓚€點(diǎn)燈程序,分別為紅燈閃爍和綠燈閃爍程序,紅燈閃爍為image0,版本號1,綠燈閃爍為image0,版本號2,所以測試結(jié)果如果綠燈閃爍,則成功。
下載程序使用IDE中GUI Flash Tool,分別下載兩個鏡像文件到開發(fā)板中:
在“File to program”中選擇燒寫的文件,點(diǎn)擊run按鈕后,程序會下載到Flash:
下載完成后,點(diǎn)擊確定:
同樣的方式下載另外一個程序,注意在燒寫第二個程序時,不能勾選“mass erase”,如果使用其它工具燒寫,也應(yīng)關(guān)閉和”mass erase”相同功能的選項(xiàng),避免擦除第一個鏡像文件。
測試結(jié)果下載程序后,復(fù)位,綠燈閃爍。
升級測試:將紅燈閃爍工程版本號修改為3,即修改0x10400為0x30400,重新燒寫鏡像文件,應(yīng)該會看到紅燈閃爍。
四. 總結(jié)
雙鏡像機(jī)制為嵌入式設(shè)備的升級和啟動增加保險,應(yīng)用過程中需要注意在CMPA區(qū)域設(shè)置鏡像偏移量、重映射大小和配置鏡像版本的方式,同時也需要注意兩個工程中Flash配置。
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