Самопрограммирование под управлением программы загрузчика

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 87 из 94Следующая ⇒

Чтение и запись EEPROM и Flash-памяти можно выполнять программно. Данная возможность называется самопрограммированием. Программа загрузчика (хранится в загрузочном секторе Flash-памяти) имеет возможность чтения и записи Flash-памяти программ, сигнатурного кода пользователя и EEPROM, а также записи Lock-бит, но только в направлении усиления защиты. Код программы, хранящийся в секторе прикладной программы, имеет возможность чтения Flash-памяти, сигнатурного кода пользователя, калибровочных данных и Fuse-бит, а также чтения и записи EEPROM.

Программирование Flash-памяти

Программа загрузчика для загрузки и обновления коды программы самим микроконтроллером использует механизм самопрограммирования с истинной поддержкой чтения во время записи. Данная возможность позволяет реализовать функцию гибкого обновления прикладной программы под управлением программы загрузчика, расположенной в загрузочном секторе Flash-памяти. Программа загрузчика для передачи кода программы может использовать любой из доступных интерфейсов. Она имеет возможности записи любого сектора Flash-памяти, в т.ч. загрузочного сектора. Это означает, что программа загрузчика способна обновить или стереть сама себя, если в ней более нет потребности.

Сектор прикладной программы и загрузочный сектор

При использовании самопрограммирования необходимо учитывать, что сектор прикладной программы и загрузочный сектор имеют некоторые отличия. Сектор прикладной программы относится к типу RWW, т.е. поддерживает чтение во время записи, а загрузочный сектор относится к типу NRWW. т.е. не поддерживает чтение во время записи. Здесь под чтением во время записи понимается возможность чтения именно загрузочного сектора, т.к. только из него можно инициировать самопрограммирование секторов Flash-памяти. Сможет ЦПУ исполнять код программы или приостановит свою работу в процессе обновления программы загрузчиком, зависит от адреса Flash-памяти, по которому выполняется программирование.

· Во время стирания или записи страницы, расположенной внутри сектора прикладной программы (RWW), возможность чтения загрузочного сектора (NRWW) сохраняется. Это означает, что ЦПУ может работать и исполнять код программы из загрузочного сектора (NRWW).

· Во время стирания или записи страницы, расположенной внутри загрузочного сектора (NRWW), ЦПУ приостанавливается на время выполнения всей операции и код программы не может исполняться.

Сектор сигнатурного кода пользователя относится к типу NRWW, таким образом, его стирание или запись имеет особенности, идентичные загрузочному сектору.

При написании программы необходимо исключить доступ к сектору прикладной программы в процессе выполняющегося программирования. Это позволит избежать приостановки ЦПУ. Программа пользователя не может считывать данные, расположенные в секторе прикладной программы, в процессе работы программы загрузчика.

Таблица 30.1. Обзор возможностей секторов типа RWW и NRWW

Рисунок 30.1. Сравнение секторов типов RWW и NRWW

Адресация Flash-памяти

Адрес Flash-памяти как при чтении, так и при записи, задается через Z-указатель. Он образован двумя регистрами регистрового файла, ZL и ZH. У МК с объемом Flash-памяти более 64 кбайт указатель адреса дополняется регистром RAMPZ. Более детально о Z-указателе см. в 3.9.1 "X-, Y- и Z- регистры".

Поскольку доступ к Flash-памяти выполняется путем постраничной записи Z-указатель можно разделить на два битовых поля. Младшие биты указателя адресуют слова в пределах страницы, а старшие биты адресуют страницы в пределах Flash-памяти. Это показано на рисунке 30.2. Адрес слова в странице (FWORD) представлен битами [WORDMSB:1] Z-указателя. Оставшиеся биты [PAGEMSB:WORDMSB+1] Z-указателя хранят адрес страницы Flash-памяти (FPAGE). Совместно FWORD и FPAGE задают абсолютный адрес слова Flash-памяти.

При выполнении одной операции чтения Flash-памяти (ELPM и LMP) возвращается один байт. Является этот байт младшим или старшим байтом слова зависит от значения младшего бита (бит 0) Z-указателя. Если он равен нулю, считывается младший байт, а если единице - старший байт.

Размер битовых полей FWORD и FPAGE зависит от размера страницы и flash-памяти микроконтроллера. Узнать эти значения можно в документации на микроконтроллер.

Как только запускается программирование, выполняется фиксация адреса, после чего можно изменить значение Z-указателя и использовать его по другому назначению.

Рисунок 30.2. Адресация Flash-памяти при самопрограммировании

NVM-команды Flash-памяти

В таблице 30.1 представлены NVM-команды, которые можно использовать для доступа к Flash-памяти программ, сигнатурному коду и калибровочным данным. Когда используется самопрограммирование, команды с запуском по действию исполняются после установки бита CMDEX в регистре CTRLA NVM-контроллера. Команды с запуском по чтению исполняются, когда ЦПУ исполняет инструкцию (E)LPM. Наконец, команды с запуском по записи исполняются, когда ЦПУ выполняет инструкцию SPM (SPM).

В столбце "Защита от изменения" указывается, защищен запуск инструкции механизмом защиты от изменения конфигурации (CCP) или нет. Если запуск защищен, то необходимо придерживаться определенной и строго привязанной ко времени последовательности. Более детально об этом см. в 3.14.1 "CCP - регистр защиты от изменения конфигурации". В двух последних столбцах приведены данные о том, используется ли для адресации указатель адреса и какой регистр выступает в роли источника/назначения.

Алгоритм работы каждой команды более детально рассматривается в подразделах 30.11.1.1…30.11.2.14.

Таблица 30.2. Команды самопрограммирования Flash-памяти

Прим.:

· Команда вычисления CRC для диапазона Flash-памяти использует побайтную адресацию Flash-памяти.

· В зависимости от того, какой сектор flash-памяти адресуется (прикладной программы или загрузочный).

· Данная команда связана с Lock-битами и требует, чтобы биты Boot Lock были незапрограммированными.

Чтение Flash-памяти

Инструкция (E)LPM предназначена для чтения одного байта из Flash-памяти.

· Запишите в Z-указатель адрес байта, подлежащего чтению.

· Запишите код команды NO_OPERATION в регистр команды энергонезависимой памяти (NVM CMD).

· Выполните инструкцию LPM.

Загрузка регистра назначения будет выполнена при выполнении инструкции LPM.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов