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PIC32MZ 通过USB在线升级 -- USB CDC bootloader
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最近给我的开发板PIC32MZ EC starter kit写了个USB 在线升级程序--USB CDC bootloader。有了它,我可以很方便的升级我的应用程序。我大概是一个星期前开始决定写这个USB在线升级程序的,USB 有很两种类型,USB host和USB device。 由于USB host接触不多,所以我决定采用USB device的类型。 USB device有很多种Class, 例如HID, CDC,和MSD等,MSD device不适合做在线升级,HID用来做在线升级很不错,但是PC端需要驱动和专门的上位机。所以我决定采用CDC device, 模拟一个串口,上位机实现也简单。此在线升级程序虽然只是第一版,但是经过多次测试,都没有问题。
下位机
USB CDC bootloader 的实现很简单,开发环境是MPLAB X, Harmony和XC32. XC32是编译器,MPLAB X是Microchip 的免费IDE, Harmony是Microchip为PIC32架构推出软件framework. 包含了PLIB库文件和很多的示例。我的USB CDC bootloader就是在Harmony中Usb device示例--cdc_com_port_single的基础上实现的。我没有新建项目,而是把整个示例项目从安装路径中复制出来,改掉项目名(从cdc_com_port_single.X 改成 cdc_bootloader.X)。
很奇怪的是,每次使用MPLAB X打开这个改名后的工程,都有Project Loading Error。 错误提示是: Error: Project "cdc_bootloader" refers to file "bsp_config.h" which does not exist in the disk. The project failed to load. 但是编译却没有问题,估计是工程改名的后遗症,由于不影响编译,所以目前没有去深究。
我是在复制出的示例工程中的app.c中添加cdc bootloader代码的, 第一版实现,我力求简单。所以bootloader的实现基本上和“ 自己用C语言写PIC32 serial bootloader " 这篇博文中的实现是相似的。目标板上电后,都是先进入bootloader程序,进入bootloader程序后,之前是等待一小段时间,如果没有更新程序的请求,就跳转到应用程序,如果有更新程序的请求,就去更新应用程序。目前的做法稍有不同,是检查SW1按键有没有按下,SW1有按下,就去更新应用程序,SW1没有按下,就跳转到应用程序,具体可以去看“ 自己用C语言写PIC32 serial bootloader " 博文(里面含有部分的代码)。我的这种bootloader实现方式和我的其他bootloader实现方式还有一个不同的地方在于,不需要写专门的上位机,直接使用超级终端或相同功能的终端软件就可以。
USB CDC bootloader改完后,编译,烧写到我的PIC32MZ EC Starter Kit,然后USB 线一头接电脑,一头接PIC32MZ EC Starter Kit。 打开电脑的设备管理器, 发现了一个未识别的USB device, 使用Microchip提供的INF文件就可以让电脑识别这个USB device,之后每次接上我的PIC32MZ EC Starter Kit都可以识别成COM8这个设备。到这里,我就知道我已经成功了一大半了。
上位机
上位机有提到是用的超级终端,现在的Windows系统(WIN 7, WIN 8, WIN 8.1, WIN 10)已经不像之前的WIN XP自带超级终端,需要自己到网上去下载。使用超级终端的发送文本文件的功能,但是发送前要选好COM口,比如我的是COM8, 选好baud rate, 比如我的是9600。 选好8数据位和1个停止位。还有一个重要的设置是Line Delay。 发送文本文件是发送原文,每发送一行内容,就停止Line Delay定义的时间,然后再发下一行,直到结束。
升级步骤
升级时的步骤如下
1. 重启烧录好cdc bootloader的目标板
2. 立即按下SW1按键,直到USB device 完成Emulating (这个是通过LED来只是Emulating完成)。
3. 打开超级终端,设置好COM口,baud rate, 和 Line Delay等 (这一步必须在USB device的Emulating完成后)。
4. 单击发送 / 发送文本文件..., 选择要发送的hex文件。
5. 等待升级完成,bootloader每接收完一行都会原文返回,所以你可以在超级终端看到以下内容。
...
...
:020000040000fa
:020000041d00dd
:101a74000000023c00004224050040100000023c2b
:101a84000000422403004010009d023c3f0000700f
:101a9400009d023cbc1a42240500401000000000d6
:101aa400e8ffbd271400bfaf09f8400000000000a4
:081ab400ad06400b000000002c
:020000040000fa
:020000041d00dd
:101abc0000606041c000000099aa033c80bf023c5a
:101acc0055666324300040ac300043ac6655033c93
:101adc00aa996334300043ac80bf023c010003245c
:101aec00581243ac80bf023c5012428cb106400be2
:041afc0000000000e6
:020000040000fa
:020000041d00dd
:1011e40000601a40bfff1b3cffff7b3724d05b032a
:0811f40000609a40180000425f
:020000040000fa
:020000041d00dd
:0810ec000800e0030000000011
:020000040000fa
:020000041d00dd
:0810f4000800e0030000000009
:00000001FF
由上可知,本实现方式,上位机只是hex原文发送,cdc bootloader接收hex,分析里面的内容,checksum检查,提取里面的地址和BIN数据,然后再完成烧写。很多脏活累活 都是在下位机里面完成。计划开发一专门的上位机程序,不用超级终端,然后脏活累活有上位机来完成。并且会增加以下特性:
1. 握手协议
2. 通信协仪
3. Checksum检查
4. 应答机制
5. 纠错机制, 如果通信中出错,上位机允许重发三次。
6. 一致性确认,烧写后,bootloader会读出数据和写入的数据比较。
所有这些完成后,那么我的cdc bootloader的可靠性和效率都会更上一层楼。
PIC32MZ 通过USB在线升级 -- USB CDC bootloader