开源PLC学习笔记06(再从51开始 IAP）——2013_11_11

oldbeginner

在笔记05中遇到环形队列的狙击，还好网上资料丰富，完成了初步理解。

在FX1NProcessing函数中，调用了和IAP相关的函数，因为不影响理解，所以直接跳过了IAP的细节。现在要开始理解这些细节。什么是IAP？In Application Programming 是指在应用编程,单片机程序自己可以往程序存储器里写数据或修改程序！http://zhidao.baidu.com/link?url=Ob1__CoHYLCZZ1wd0PlwuxeaMSiDHMZiGbt3mdBu-BeF885lX4193TJw18RYiDhFZwZmJAAyxn_QVPamxxUZE_

51 IAP资料比较少，因为大多数需要IAP的设计都不会选51。

IAP编程和所选的MCU密切相关，不同MCU的IAP编程代码会不相同，不过原理和步骤大概类似。因为开源PLC选用的是MPC82g516，所以就以它的手册为辅助工具。点击此处下载 ourdev_428676.pdf(文件大小:1.56M) (原文件名:MPC82G516A  8位微处理器中文用户手册(第三版).pdf)
看一下结构


看了结构图，继续采用边看代码边理解功能方法。
*******************************
好在IAP.c中函数比较少，先捏软柿子，
// 函数名称: IAPFlashErasureMode
//
// 功能描述：  页面擦除模式
//
// 输　入:  unsigned int pageaddr
//         
// 输　出:  void
void IAPFlashErasureMode(unsigned int pageaddr)
{
    ISPCR=0x83;            // ISPCR.7=1,启用ISP
                        // ISPCR[2:0]=011, 假设MPC82系列运行在11.0592M
    IFMT=0x03;            // 选择页擦除模式
    IFADRH=pageaddr>>8;    // 这个页面必须在IAP存储区
    IFADRL=pageaddr;
    SCMD=0x46;            // 触发的ISP处理
    SCMD=0xb9;            // MCU将会停止运行.直到处理完成
}
我第一次看到上面的代码，不知所措，因为有许多和IAP相关的寄存器操作
一一看下，

ISPCR=0x83;            // ISPCR.7=1,启用ISP
振荡器频率6~12MHz，



    IFMT=0x03;            // 选择页擦除模式

oldbeginner

        IFADRH=pageaddr>>8;        // 这个页面必须在IAP存储区
        IFADRL=pageaddr;
pageaddr是个形参，unsigned int pageaddr，因为IFADRH和IFADRL是8位，所以用16位的赋值时，pageaddr向右移8位赋值给IFADRH是高8位。


        SCMD=0x46;                        // 触发的ISP处理
        SCMD=0xb9;                        // MCU将会停止运行.直到处理完成
根据手册也很好理解。
和手册上例子一样。


*********************************
// 函数名称: IAPFlashProgrem
//
// 功能描述：  单字节写入模式(无"检查是否写入成功")
//
// 输　入:  unsigned int codeaddr,unsigned char ucdata
//         
// 输　出:  void
void IAPFlashProgrem(unsigned int codeaddr,unsigned char ucdata)
{
    ISPCR=0x83;            // ISPCR.7=1,启用ISP
                        // ISPCR[2:0]=011, 假设MPC82系列运行在11.0592M
    IFMT=0x02;            // 进入编程模式
    IFADRH=codeaddr>>8;    // 这个字节必须在IAP存储区
    IFADRL=codeaddr;
    IFD=ucdata;            // 填写待编程的数据
    SCMD=0x46;            // 触发的ISP处理
    SCMD=0xb9;            // MCU将会停止运行.直到处理完成
}
是手册上的例子。


******************************************
//=======================================
// 函数名称: IAPFlashReadMode
//
// 功能描述：  单字节读取模式
//
// 输　入:  unsigned int codeaddr
//         
// 输　出:  unsigned char
unsigned char IAPFlashReadMode(unsigned int codeaddr)    // 读模式
{
    ISPCR=0x83;            // ISPCR.7=1,启用ISP
                        // ISPCR[2:0]=011, 假设MPC82系列运行在11.0592M
    IFMT=0x01;            // 进入读模式
    IFADRH=codeaddr>>8;    // 这个字节必须在IAP存储区
    IFADRL=codeaddr;
    SCMD=0x46;            // 触发的ISP处理
    SCMD=0xb9;            // MCU将会停止运行.直到处理完成    // 触发IAP
    return IFD;            // 读出的数据
}
也和手册一致。



// 函数名称: IAPFlashProgremMode
//
// 功能描述：  单字节写入模式(含有"检查是否写入成功")
//
// 输　入:  unsigned int codeaddr,unsigned char ucdata
//         
// 输　出:  void
IAPFlashProgremMode是个比较繁琐的函数，要逐步分析，

1、首先，void IAPFlashProgremMode(unsigned int codeaddr,unsigned char ucdata)        // 编程模式
   codeaddr是地址，ucdata是待编程的数据。

2、        unsigned char checkdata=0;
               checkdata=IAPFlashReadMode(codeaddr);
        把所写的数据赋值给checkdata，因为ucdata是待编程数据，所以两者应该相等。（具体原理还不清楚）

3、while(checkdata!=ucdata)
     {
        纠正措施；
      }
     如果不相等，如何解决。暂时跳过。

**********************************
要返回FX1NProcessing函数，去了解当时略过的几个IAP函数。

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-11 18:39
IFADRH=pageaddr>>8;        // 这个页面必须在IAP存储区
        IFADRL=pageaddr;
pageaddr是 ...

在IAP中存储非易失性数据，
//    IAP 空间分配如下:(31K)                                         ----ASCII转HEX后存储.
//        1.IAP起始页 0x8000    ~    0xbfff                       存储PLC程序 -- 对应PLC 的0x8000~0xbfff 地址共8000步程序空间
//        2.IAP最后一页0 地址                                         存储    PLC类型标识核实标志    共 1 个字节
//        3.IAP最后一页1    ~    PLCTypeArrayLenMAX        存储    PLC类型标识            共 PLCTypeArrayLen 个字节 PLCTypeArrayLen
//        4.IAP倒数第二页                                               缓存空间    不许被其他数据占用!
//        5.其他                                                             保留



为什么这样分布还不是很清楚，先看代码，看是否能从中理解空间分布。

// 函数名称: WriteFlash
//FX1N.c
// 功能描述：  HEX 转 ASCII
//
// 输　入:  unsigned int WriteAddr,unsigned char *Buf,unsigned int WriteLen
//         
// 输　出:  void
void WriteFlash(unsigned int WriteAddr,unsigned char *Buf,unsigned int WriteLen)
{
    unsigned int i;
    unsigned char wrdata=0;
    for(i=0;i<WriteLen*2;i+=2)    //    由原来的每页写512字节,改为每页写256个字节.存储地址不连续; 由原来存储ASCII码格式,改为存储HEX格式.
    {
        wrdata=asctohex((unsigned char *)(Buf+i));
        IAPFlashProgremMode(WriteAddr++,wrdata);
    }
}

这里调用了(含有"检查是否写入成功")单字节写入模式，只看代码也比较难理解，画个图看看，


注释中：由原来的每页写512字节,改为每页写256个字节。感觉有问题，因为WriteAddr++，所以还是512个字节，而且还是连续的，反而被存储的内容不连续了。
如果改成i++，Writeaddr+=2，则好像符合1、由原来的每页写512字节,改为每页写256个字节。2、存储地址不连续。
感觉这里源程序的注释和代码不一致。

至于为何要改成256个字节，应该和页面缓冲区有关（由RAM决定），可以猜测MPC82G516的RAM是256字节。

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-12 09:42
在IAP中存储非易失性数据，
//    IAP 空间分配如下:(31K)                                         ---- ...

// 函数名称: ErasurePLC
//
// 功能描述：  PLC擦除IAP空间
//
// 输　入:  unsigned char allorcode
//         
// 输　出:  void
这个函数的代码有点多，逐次了解，
********************************************

void ErasurePLC(unsigned char allorcode)
    unsigned int i;
    unsigned char ucdata=0;
*****************************************************************

1、全部擦除
    if(allorcode==ErasureALL)
    {
        for(i=0;i<MCUIAPFLASHSIZE;i+=512)            //    全部擦除    初始PLC程序为空
        {
            IAPFlashErasureMode(PLCIAPCODEAddr+i);
        }
    }

找到FX1N.c中的定义
#define    ErasureALL        0
#define ErasureCODE        1

#define MCUFLASHSIZE        64*1024                                //    64K
#define MCUIAPFLASHSIZE        31*1024                                //    31K
#define MCUISPFLASHSIZE        1*1024                                //    1K

而注释是
//    默认当前MPC82G516A的设置为
//    1K  ISP Code
//    31K    IAP Code
//    32K Flash Code
注释应该改为64K Flash（其中包括1K ISP和 31K IAP）

首先，查看#define MCUIAPFLASHSIZE        31*1024                 //    31K
可知 IAP code容量为31K。

然后，#define PLCIAPCODEAddr        (MCUFLASHSIZE-MCUIAPFLASHSIZE-MCUISPFLASHSIZE)
根据字面意思就是，PLC IAP地址为，64*1024 - 31*1024 - 1*1024 = 32 * 1024 =64 * 512
地址的格式没见到过，是不是相对地址，先继续。

调用            IAPFlashErasureMode(PLCIAPCODEAddr+i);  来执行擦除。
又由于一个循环  for(i=0;i<62 * 512 ;i+=512)
                                  IAPFlashErasureMode(64 * 512 + i);
从第64页开始，一共擦除62页。最后2页没有擦除。
*********************************************************

2、else if(allorcode==ErasureCODE)，只擦除程序

3、擦除IAP缓存备份空间
  IAPFlashErasureMode(PLCTempAddr);
查看 #define PLCTempAddr        (MCUFLASHSIZE-MCUISPFLASHSIZE-1024)    //    IAP倒数第二页地址
PLCTempAddr= 64 * 1024 - 1 * 1024 - 1024 = 62 * 1024 = 124 * 512，IAP倒数第二页是第124页。

4、备份PLC 0x8000~0x805c 地址的数据，0x8000 =40 * 512  第40页上的数据
           for(i=0;i<0x5c;i++)                            //    备份PLC 0x8000~0x805c 地址的数据
        {
            ucdata=IAPFlashReadMode(i+0x8000);
            IAPFlashProgremMode(i+PLCTempAddr,ucdata);
        }
0x5c小于512字节，所以IAP倒数第二页可以放下。


5、擦除PLC程序空间
        for(i=PLCIAPCODEAddr;i<PLCTempAddr;i+=512)    //    擦除PLC程序空间
        {
            IAPFlashErasureMode(i);
        }

6、还原PLC 0x8000~0x805c 地址的数据
        for(i=0;i<0x5c;i++)                            //    还原PLC 0x8000~0x805c 地址的数据
        {
            ucdata=IAPFlashReadMode(i+PLCTempAddr);
            IAPFlashProgremMode(i+0x8000,ucdata);
        }
**************************************
上述IAP更新步骤遵循了手册上说明。

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-12 12:59
// 函数名称: ErasurePLC
//
// 功能描述：  PLC擦除IAP空间

Read code中涉及IAP的代码

Readdat=IAPFlashReadMode(ReadAddr+i-1);    //    读FlashData
其中，ReadAddr是通过接收到的报文获得的，详细理解在笔记04中。这里复习一下，

*******************************************
                    //    计算得到读取地址:
                    for(i=4;i<8;i++)
                          Buffer=ascto0F(UartReceiveBuffer);

                    ReadAddr =Buffer[4]<<12;
                    ReadAddr+=Buffer[5]<<8;
                    ReadAddr+=Buffer[6]<<4;
                    ReadAddr+=Buffer[7];
*********************************************
把i=1带入，看看结果
Readdat=IAPFlashReadMode(ReadAddr+i-1);

即Readdat=IAPFlashReadMode(ReadAddr);
然后调用IAP函数
    IFADRH=ReadAddr>>8;    // 这个字节必须在IAP存储区
    IFADRL=ReadAddr;
然后
    Readdat=IFD;

IFD保存着对应地址的数值，赋值给Readdat。
************************************************
1、首先，WriteAddr是通过报文得到的
                    //    计算得到写入地址:
                    for(i=4;i<8;i++)Buffer=ascto0F(eBuffer);
                    WriteAddr =Buffer[4]<<12;
                    WriteAddr+=Buffer[5]<<8;
                    WriteAddr+=Buffer[6]<<4;
                    WriteAddr+=Buffer[7];

*************************************************
2、Write code中涉及IAP的代码
                    if(WriteAddr==0x8000)
                                     ErasurePLC(ErasureCODE);    //    擦除PLC程序区
                   刚理解过如何擦除程序区
***************************************************

3、WriteFlash(WriteAddr,(unsigned char *)Buffer+10),(unsigned char)WriteLen);    //    写 flash
                  
        Buffer+10，指向报文的指令，是是由上位机发送的。

存储格式及报文发送格式说明：http://www.amobbs.com/thread-3303497-1-1.html

存储格式为字型，低在先，高在后（如指令END，指令码为00 0F，存储为0F 00。指令LD  X002，指令码为24 02，存储为02 24）。
在报文发送时，以字为单位传送，低字节在先。在字节传送过程中，高位在先，低位在后，转换成 ASCII 码 后传送（即以存储格式传送）。
指令LD  X002，指令码为24 02，存储格式为02 24，转换成 ASCII 码传送为30 32 32 34。

以 LD X002为例，则Buffer[10]='0' ，Buffer[11]='2'，Buffer[12]='2'，Buffer[13]='4'，并且WriteLen=4。

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-12 14:45
Read code中涉及IAP的代码

Readdat=IAPFlashReadMode(ReadAddr+i-1);    //    读FlashData

从上图中可以看出，FX1NProcessing是把三菱命令映射到相应Flash的核心。
从中也可看出，FX1NProcessing有两个关键功能，
1、接收电脑来的报文；
2、将报文写入Flash。

虽然main函数中也涉及到IAP功能，放在后面再理解。因为IAP的步骤是规定的，所以发挥空间不大。第1遍理解暂时到这里，因为芯片原因，后面还要移植，必定需要把IAP理解一清二楚。

下一步分析指令LD OUT SET RST是如何传递和实现功能的。
http://www.amobbs.com/thread-5558798-1-1.html

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-12 16:28
从上图中可以看出，FX1NProcessing是把三菱命令映射到相应Flash的核心。
从中也可看出，FX1NProcessing ...

IAP主要补充相关硬件知识，不同芯片操作过程不太一致。

*******************************************************
先搜一下简单区别，http://zhidao.baidu.com/question ... l=relate_question_1
ISP（In-system programmable）是在系统可编程：
指的是不需要把单片机从目标系统板上取下来就可以直接从PC往单片机里面烧录程序。

IAP（In-Application programmable）是在应用可编程：
指的是可以通过单片机自身的程序修改单片机该程序区的内容；

EEPROM功能是：
在程序区1中的程序可以修改程序区2中的内容；通常程序区2中的内容不可以执行，只能当数据使用，功能相当于EEPROM；

区别：
ISP：从PC机修改单片机程序区的内容（即烧录）
IAP：单片机自己修改自己程序区的内容
EEPROM：单片机程序区1中的程序可以修改程序区2中的内容
****************************************************************
http://www.ndiy.cn/archiver/tid-5836.html
ISP是指可以在板级上进行编程，也就是不用拆芯片下来，写的是整个程序，一般是通过ISP接口线来写。
IAP虽然同样也是在板级上进行编程，但是是自已对自已进行编程，在应用中进行编程，也即可以只是更改某一部分而不影响系统的其它部分，另外接口程序是自已写的，这样可以进行远程升级而不影响应用。
打个比喻吧：
1、ISP是把房子拆了再重造一间，那么在造好之前当然是不能住人的啦！
2、IAP是在造好的房子里边进行一些装修，当然人可以继续住啦！

*******************************************************
    通常在用户需要实现IAP功能时，即用户程序运行中作自身的更新操作，需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序不执行正常的功能操作，而只是通过某种通信管道(如USB、USART)接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目代码才是真正的功能代码。这两部分项目代码都同时烧录在User Flash中，当芯片上电后，首先是第一个项目代码开始运行，它作如下操作：
1）检查是否需要对第二部分代码进行更新
2）如果不需要更新则转到4）
3）执行更新操作
4）跳转到第二部分代码执行

    对于STM32来说，因为它的中断向量表位于程序存储器的最低地址区，为了使第一部分代码能够正确地响应中断，通常会安排第一部分代码处于Flash的开始区域，而第二部分代码紧随其后。
   在第二部分代码开始执行时，首先需要把CPU的中断向量表映像到自己的向量表，然后再执行其他的操作。
**********************************************************

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-15 19:35
IAP主要补充相关硬件知识，不同芯片操作过程不太一致。

********************************************* ...

考虑到资料的丰富程度和通用性，STM32是用来理解IAP比较好的入门芯片，而不是51。
第四十八章 串口IAP实验
http://www.openedv.com/posts/list/11494.htm

STM32 IAP   设计实例 (一)
http://blog.csdn.net/qq236106303/article/details/9977191

ruzi

谢谢楼主！学习了！

xukaiming

我还以为xuyiyi回来了呢