通常MCU的中斷向量位于主程序模塊的地址空間內且是固定不變的（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，定時器等）以及確保所有功能模塊都能獲得調用，需要統一定義中斷服務程序（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，這是實現新注入軟件與固化軟件之間連接的唯一途經。在開發新的可注入軟件模塊時必須遵守這一規定，如果入口地址不一致，新的軟件模塊將得不到調用；如果軟件模塊太大以至超出了規定的地址空間范圍，新的軟件模塊將會占用相鄰模塊的地址空間，從而影響后者的調用和功能實現。此外，在編寫軟件注入模塊時還要注意以下兩點。 ① 在寫入新的軟件代碼之前，需要將程序存儲器中原來的數據擦除。由于C8051F023的Flash存儲器是以大小為512B（用十六進制表示為200H）的扇區為單位組織的，一次擦除操作將刪除整個扇區，因此每個功能模塊的地址空間必須是200H的整數倍。
② C8051F023特有的優先權交叉開關譯碼器在數字外設引腳和通用I/O端口之間建立了可控的連接，該機制提高了I/O靈活性，但也使得如下情況成為可能：新開發的可注入模塊需要使用并配置高優先權的外設，在把該模塊注入到MCU后，這些配置會改變主程序模塊中已經定義的數字外設與通用I/O端口間的關系，使得I/O引腳不再具有原先的含義，從而破壞了MCU與嵌入式設備間的接口標準。因此，必須在主程序模塊中統一配置優先權交叉開關譯碼器，從而為所有模塊建立一個通用的、引腳含義明確的硬件平臺。
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制
代碼文件必不可少。然而，在C8051F023集成開發環境下，源程序文件經過編譯后生成的二進制文件是不可讀的，只能通過JTAG口下載到MCU中。對此，需要把開發環境中附帶的DOS程序oh51.exe復制到與編譯后的二進制文件相同的文件夾下，然后在DOS操作環境下利用該工具將生成的二進制文件轉換成hex文件。然而，此時的hex文件仍是不可用的（如圖3所示，這里假設文件名為example），因為它包含了行標識符號、代碼地址、校驗字符等非代碼內容，并且由于ORG偽指令的使用使得軟件代碼的地址是不連續的，而通常采用的手段是將軟件代碼下載到連續的存儲器空間，以簡化通信協議的制訂和引導裝入程序的編寫。針對這種情況作者編寫了DOS程序v2.exe，利用該程序可將輸入的hex文件統一轉換成僅包含純粹軟件代碼的codes.txt文件（如圖4所示），同時生成的readme.txt文件給出了在注入軟件時所需的一些參數（該參數與軟件注入規程有關）。V2程序的功能具有通用性，可作為C8051F023集成開發環境的一部分，該程序使用Turbo C 2.0集成開發環境開發，其源代碼見本刊網站www.dpj.com.cn。
圖3 example.hex文件的內容示例
圖4 包含純粹軟件代碼的codes.txt文件的內容示例
結語
軟件注入技術是實現嵌入式系統軟件升級的一種有效手段，在實施過程中需要采取諸如制訂軟件注入規程、研制軟件注入設備并開發相應各類軟件等一系列技術措施，且具有多種可行方案。本文給出了其中的一種實施方案（如圖1所示），在論述了采用軟件注入技術的優勢和可行性后，針對采用C8051F023的嵌入式系統，討論了基于C8051F023的軟件注入實現方案和相關的一些問題，并編寫了V2程序以完善C8051F023集成開發環境在實現軟件注入方面的功能。
參考文獻
1 張迎新，等. 單片機初級教程. 北京：北京航空航天大學出版社, 2000
2 潘琢金, 施國君. C8051Fxxx高速SOC單片機原理及應用. 北京：北京航空航天大學出版社, 2002
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