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基于C8051F023的軟件注入技術(shù)(2)

作者： 時(shí)間：2011-02-28 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
通常MCU的中斷向量位于主程序模塊的地址空間內(nèi)且是固定不變的（C8051F023的中斷向量地址為0x0000～0x00AB）為了能夠使用硬件中斷資源（比如UART，定時(shí)器等）以及確保所有功能模塊都能獲得調(diào)用，需要統(tǒng)一定義中斷服務(wù)程序（ISR）和所有功能模塊（包括保留地址空間）的入口地址和地址空間范圍，這是實(shí)現(xiàn)新注入軟件與固化軟件之間連接的唯一途經(jīng)。在開(kāi)發(fā)新的可注入軟件模塊時(shí)必須遵守這一規(guī)定，如果入口地址不一致，新的軟件模塊將得不到調(diào)用；如果軟件模塊太大以至超出了規(guī)定的地址空間范圍，新的軟件模塊將會(huì)占用相鄰模塊的地址空間，從而影響后者的調(diào)用和功能實(shí)現(xiàn)。此外，在編寫(xiě)軟件注入模塊時(shí)還要注意以下兩點(diǎn)。

　?、?在寫(xiě)入新的軟件代碼之前，需要將程序存儲(chǔ)器中原來(lái)的數(shù)據(jù)擦除。由于C8051F023的Flash存儲(chǔ)器是以大小為512B（用十六進(jìn)制表示為200H）的扇區(qū)為單位組織的，一次擦除操作將刪除整個(gè)扇區(qū)，因此每個(gè)功能模塊的地址空間必須是200H的整數(shù)倍。

　　② C8051F023特有的優(yōu)先權(quán)交叉開(kāi)關(guān)譯碼器在數(shù)字外設(shè)引腳和通用I/O端口之間建立了可控的連接，該機(jī)制提高了I/O靈活性，但也使得如下情況成為可能：新開(kāi)發(fā)的可注入模塊需要使用并配置高優(yōu)先權(quán)的外設(shè)，在把該模塊注入到MCU后，這些配置會(huì)改變主程序模塊中已經(jīng)定義的數(shù)字外設(shè)與通用I/O端口間的關(guān)系，使得I/O引腳不再具有原先的含義，從而破壞了MCU與嵌入式設(shè)備間的接口標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須在主程序模塊中統(tǒng)一配置優(yōu)先權(quán)交叉開(kāi)關(guān)譯碼器，從而為所有模塊建立一個(gè)通用的、引腳含義明確的硬件平臺(tái)。

　　3 軟件代碼文件的生成

　　從圖1可以看出，軟件程序最終是以十六進(jìn)制代碼的形式駐留在軟件注入槍或注入卡中的，因此軟件程序的十六進(jìn)制

代碼文件必不可少。然而，在C8051F023集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，源程序文件經(jīng)過(guò)編譯后生成的二進(jìn)制文件是不可讀的，只能通過(guò)JTAG口下載到MCU中。對(duì)此，需要把開(kāi)發(fā)環(huán)境中附帶的DOS程序oh51.exe復(fù)制到與編譯后的二進(jìn)制文件相同的文件夾下，然后在DOS操作環(huán)境下利用該工具將生成的二進(jìn)制文件轉(zhuǎn)換成hex文件。然而，此時(shí)的hex文件仍是不可用的（如圖3所示，這里假設(shè)文件名為example），因?yàn)樗诵袠?biāo)識(shí)符號(hào)、代碼地址、校驗(yàn)字符等非代碼內(nèi)容，并且由于ORG偽指令的使用使得軟件代碼的地址是不連續(xù)的，而通常采用的手段是將軟件代碼下載到連續(xù)的存儲(chǔ)器空間，以簡(jiǎn)化通信協(xié)議的制訂和引導(dǎo)裝入程序的編寫(xiě)。針對(duì)這種情況作者編寫(xiě)了DOS程序v2.exe，利用該程序可將輸入的hex文件統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成僅包含純粹軟件代碼的codes.txt文件（如圖4所示），同時(shí)生成的readme.txt文件給出了在注入軟件時(shí)所需的一些參數(shù)（該參數(shù)與軟件注入規(guī)程有關(guān)）。V2程序的功能具有通用性，可作為C8051F023集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的一部分，該程序使用Turbo C 2.0集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)，其源代碼見(jiàn)本刊網(wǎng)站www.dpj.com.cn。

example

圖3 example.hex文件的內(nèi)容示例

包含純粹軟件代碼的codes

圖4 包含純粹軟件代碼的codes.txt文件的內(nèi)容示例

　　結(jié)語(yǔ)

　　軟件注入技術(shù)是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)軟件升級(jí)的一種有效手段，在實(shí)施過(guò)程中需要采取諸如制訂軟件注入規(guī)程、研制軟件注入設(shè)備并開(kāi)發(fā)相應(yīng)各類軟件等一系列技術(shù)措施，且具有多種可行方案。本文給出了其中的一種實(shí)施方案（如圖1所示），在論述了采用軟件注入技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和可行性后，針對(duì)采用C8051F023的嵌入式系統(tǒng)，討論了基于C8051F023的軟件注入實(shí)現(xiàn)方案和相關(guān)的一些問(wèn)題，并編寫(xiě)了V2程序以完善C8051F023集成開(kāi)發(fā)環(huán)境在實(shí)現(xiàn)軟件注入方面的功能。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 張迎新，等. 單片機(jī)初級(jí)教程. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2000

　　2 潘琢金, 施國(guó)君. C8051Fxxx高速SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2002

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