DAB接收機USB固件升級的實現

　　4.接收機USB固件升級

　　4.1 接收機DFU實現

　　接收機DFU的設計方案是通過USB接口的數據傳輸功能接收來自PC機的固件升級文件，利用MCU的在應用編程（In ApplicationProgramming,IAP）功能來實現接收機的固件升級。

IAP就是MCU通過對外接口（如USART,U S B,以太網，無線信道等）接收升級固件，并在程序運行過程中重新對內部FLASH進行編程的技術。如圖3所示為接收機IAP功能實現的示意圖。

　　I A P的實現需要兩部分程序：引導程序、用戶程序。引導程序需要通過仿真器或通過在系統中編程（In System Programming,ISP）的方式燒寫。用戶程序可以和引導程序一起燒寫，也可通過引導程序的IAP功能燒寫。

　　實現IAP功能的核心是引導程序，這部分程序主要負責與PC機同步，通過USB接收升級固件，并寫入MCU指定的內存地址，MCU復位后程序指針跳轉并執行新用戶程序，從而完成接收機的固件升級。

　　4.2 DFU模式進入機制

　　接收機有兩種工作模式：DFU升級模式和正常工作模式。兩種工作模式不能同時運行，由于接收機在DFU升級模式下，就不再是能收聽DAB節目的接收機，而是相當于EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）存在，所以接收機從正常工作模式進入到DFU升級模式，需要外部提供一個中斷信號。

　　在本文設計方案中，采用MCU的PC8端口對應的按鍵作為同步按鍵，接收機進行固件升級時，MCU通過識別同步按鍵產生的中斷信號與PC機進行同步，從而使接收機進入DFU升級模式。

　　4.3 接收機IAP程序設計

　　接收機上電復位，MCU首先從地址0×8000004處取出復位中斷向量地址，程序指針跳轉執行復位中斷服務程序。正常情況下，程序指針跳轉至用戶程序的main函數處執行用戶程序，但接收機處于DFU升級模式下，程序指針將跳轉至引導程序的main函數處執行IAP功能相關操作。如圖4所示為接收機實現DFU的程序流程圖。

　　執行IAP功能操作時，MCU首先對USB接口進行初始化，然后接收來自PC機的升級固件，并從內部FLASH的0×8004000地址處開始寫入。

　　寫入過程完畢，MCU執行復位操作，隨后接收機工作在正常運行模式下，程序指針將跳轉至新寫入用戶程序的復位中斷向量表處，取出復位中斷向量地址，執行復位中斷響應操作，并跳轉至新用戶程序的main函數 處開始執行。

　　接收機再次上電，工作在正常運行模式下，MCU的程序指針會直接跳轉至FLASH的0×8004000地址處即新用戶程序的main函數處，執行新寫入的用戶程序。

　　4.4 程序存儲空間分配

　　接收機是以STM32系列微控制器作為核心處理器，采用A R M公司專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用設計的C o r t e x – M 3內核。S T M 3 2系列存儲器在Cortex-M3內核的基礎上加入了FLASH、SRAM等，使其成為可以工作的處理芯片。

　　STM32的存儲器地址空間總共劃分為8塊區域，每塊區域大小為512M.如圖5所示為STM32系列MCU存儲器第一塊區域的結構示意圖。

　　引導程序和用戶程序都存放在第一塊Flash區域內，引導程序存放在0×8000000-0 x 8 0 0 3 F F F區域，用戶程序存放在0 x 8 0 04000-0x801FFFF區域。為了使FLASH區域內存放的引導程序和用戶程序代碼之間不發生沖突，新用戶程序的中斷向量表需要做重映射。

　　固件升級完成后，在新用戶程序執行過程中，FLASH區域的不同地址處存在兩個中斷向量表。當有中斷請求來臨時，程序指針仍然會跳轉至引導程序的中斷向量表處，而不是新用戶程序的中斷向量表處，這是由MCU內部硬件工作機制決定的。