基于SmartFusion的M3程序在線升級方案

　　本文主要介紹一個基于SmartFusion更新M3程序的IAP在線升級應用方案。在傳輸距離可靠的情況下，通過UART、SPI或者MAC將用戶板和PC機連接即可實現遠程升級，無需采用FlashPro3等下載器下載程序，也無需手動復位，一切工作均可由串口和上位機自動完成。如圖1所示，IAP在線升級SmartFusion的M3程序主要有以下三種方式：UART、SPI以及MAC。

　　1. 概述

　　(1)IAP技術的需求

　　由于SmartFusion系列FPGA是行業首個智能混合信號FPGA，在嵌入式行業中的應用越來越廣泛。然而，無論是開發商還是初學者，在使用SmartFusion器件的時候，往往都需要額外購買昂貴的調試工具，比如M3編程器和FlashPro3下載器等，而這些編程器的價格有時候比開發板還貴，這樣就打消了很多初學者購買開發板的念頭。另一方面，調試和更新程序只局限于實驗室，使用者往往需要拿到板子之后，然后采用系統編程(ISP)的方式更新程序。這樣使得效率大大折扣，給后續的軟件更新和升級帶來了諸多不便。

　　基于SmartFusion更新M3程序的IAP在線升級應用方案正是針對這種現象提出的，用戶不但可以省下購買額外調試工具的費用，只需串口線、網線甚至是普通的電線即可。而且調試和更新程序的范圍不再局限于實驗室，而是可以通過網絡通信方式實現遠程升級和維護。

　　(2)方案比較

　　如今，很多使用單片機的初學者和用戶幾乎只使用ISP和IAP兩種方式來進行器件的實驗和開發，相比傳統編程方法的不足，這兩種方式更具有優越性。它們各自的工作原理和特點如表1所示。

　　對比以上表格可見，無論是在價格方面，還是在使用方面，IAP比ISP更具優越性，因此，采用IAP在線升級程序更具有靈活性。

　　(3)IAP系統框圖

　　本IAP在線升級方案主要包含了控制臺程序(人機界面部分)、傳輸線(連接PC機和目標板的橋梁)和目標板(包含Cortex-M3處理核和IAP模塊)，結構框圖如圖2所示。整個系統的連接和操作相當簡單。