采用UDP协议实现PIC18F97J60 ethernet bootloader
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TCP/IP Stack
使用pic18f97j60开发过多个项目,项目中都使用了Microchip免费提供的TCP/IP Stack实现远程控制。但是每次更新程序,都需要将pic18f97j60目标板取回来重新烧录,很不方便。既然可以实现远程控制,为什么不实现远程更新呢?这就是我的ethernet bootloader的由来。Microchip的TCP/IP Stack功能很强大,我决定只用它的UDP模块来实现。为了实现远程更新,我需要写pic18f97j60单片机端UDP协议的ethernet bootloader程序--我将其命名为PhnBoot_v1.0; 同时还需要写PC端与bootloader交互的UDP通信程序--我将其命名为PhnLoader_v1.0。我还定义了PhnBoot_v1.0和PhnLoader_v1.0之间传输数据的通信协定。
通信协定
单片机端PhnBoot_v1.0和PC端PhnLoader_v1.0之间的通信数据包采用以下协定
<STX><CMD><ADDRL><ADDRH><ADDRU><LEN><DATA>...<DATA><ETX>
定义如下:
STX - Start of packet indicator
ETX - End of packet indicator
LEN - The length of true data
DATA - General data 16 bytes, only first LEN of datas are true
CMD - Base command
ADDR - Address up to 24 bits ( ADDRL , ADDRH , ADDRH)
具体有以下Base command:
RD-VER: 0x00 -- Read Version Information (最终版本删除了此命令)
RD_MEM: 0x01 -- Read Program Memory (最终版本删除了此命令)
ER_MEM: 0x03 -- Erase Program Memory
WR_MEM: 0x02 -- Write Program Memory
WR_CFG: 0x04 -- Write Configuration Registers
PhnLoader_v1.0 功能
定义好了通讯协定, 接着就按照协定去实现PhnLoader_v1.0。 PhnLoader_v1.0的具体功能包括选择IP地址,端口和协议类型,目前只支持UDP协议, 创建UDP服务器,加载应用程序Hex文件,Parse 应用程序的Hex文件,一行一行解读Hex文件,一旦收到更新请求,立刻按照通讯协定采用UDP协议发送Hex记录到单片机,接收单片机发送回来的Response,发送完毕后断开UDP通信,发送期间出现问题就立马结束发送。
PhnLoader_v1.0 主要代码段
PhnLoader_v1.0是用C#实现的,是我在利用空余时间自学C#后写的,上面提到的功能都实现了。
private void btnDownload_Click(object sender, EventArgs e){btnDownload.Enabled = false;pBarLoading.Visible = false;if (!this.connect()){Debug.WriteLine("Udp server building unsuccessfully");textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Udp server building unsuccessfully\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;btnDownload.Enabled = true;return;}try{loaderReader = new StreamReader(textBoxFile.Text);}catch (Exception ex){Debug.WriteLine("Error: " + ex.Message);textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Read hex file unsuccessfully\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}loaderFrame = new SerialFrame();DateTime startTime = DateTime.Now;IPEndPoint clientPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);if (!loaderServer.Read(readyMsg,timeSpan)){Debug.WriteLine("Error: Timeout receive ready message from bootloader");textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Timeout receive ready message from bootloader\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;loaderServer.Close();loaderReader.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}if (!erase()){textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Erase unsuccessfully\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}pBarLoading.Refresh();pBarLoading.Visible = true;pBarLoading.Value = 0;pBarLoading.Maximum = loaderLines;pBarLoading.Step = 1;string recordLine;Address_U = 0;bool isNextLineUserID = false;bool isNextLineConfigBits = false;textBoxStatus.AppendText("\r\nDownloading hex file ...\r\n");try{while (loaderReader.Peek() >= 0){pBarLoading.PerformStep();recordLine = loaderReader.ReadLine();if (recordLine.Contains(EXTEND_TOKEN) == true){if (recordLine.Contains(USER_ID_TOKEN) == true){isNextLineUserID = true;continue;}else if (recordLine.Contains(CONFIG_BITS_TOKEN) == true){const int ADDR_U_START_INDEX = 9;const int ADDR_U_LENGTH = 4;string addrU = recordLine.Substring(ADDR_U_START_INDEX, ADDR_U_LENGTH);Address_U = Convert.ToInt32(addrU, 16) << 16;isNextLineConfigBits = true;continue;}else{const int ADDR_U_START_INDEX = 9;const int ADDR_U_LENGTH = 4;string addrU = recordLine.Substring(ADDR_U_START_INDEX, ADDR_U_LENGTH);Address_U = Convert.ToInt32(addrU, 16) << 16;continue;}}else if (((recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_1) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_2) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_3) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_4) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_5) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_6) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_TOKEN_1) == true) ||(recordLine.Contains(J_TYPE_CONFIG_BITS_TOKEN_2) == true)) &&(Address_U == 0x010000)){if (!DownloadConfigLine(recordLine)){Debug.WriteLine("Error found during configuration bits programming");loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}continue;}else if (recordLine.Contains(END_OF_HEX_FILE_TOKEN) == true){break;}if (isNextLineUserID){isNextLineUserID = false;// do nothing; }else if (isNextLineConfigBits){if (!DownloadConfigLine(recordLine)){Debug.WriteLine("Error found during configuration bits programming");loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}isNextLineConfigBits = false;}else{if (!DownloadDataLine(recordLine)){Debug.WriteLine("Error found during data programming");loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}}}}catch (Exception ex){Debug.WriteLine("Error: " + ex.Message);textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Downloading failed\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;loaderServer.Close();loaderReader.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}textBoxStatus.AppendText("Downloading completed\r\n");if (!run()){textBoxStatus.ForeColor = Color.Red;textBoxStatus.AppendText("Jump to Application unsuccessfully\r\n");textBoxStatus.ForeColor = Color.Black;loaderReader.Close();loaderServer.Close();btnDownload.Enabled = true;return;}loaderServer.Close();loaderReader.Close();btnDownload.Enabled = true;}
View Code
PhnLoader_v1.0 用户界面
PhnBoot_v1.0 功能
在PhnLoader_v1.0完成后,接着就是完成PhnBoot_v1.0。 PhnBoot_v1.0主要功能就是使用Microchip的TCP/IP Stack建立UDP Client,发送更新应用程序请求,接收PhnLoader_v1.0传送过来的Hex记录。解读Hex记录中的启始位,命名,地址,数据和结束位,将数据烧录到指定的程序存储器的位置上,然后通过ethernet返回Response消息给PC端PhnLoader_v1.0。
PhnBoot_v1.0 位置
PhnBoot_v1.0放置在程序存储器的头部,大小为0x2400程序字。
Interrupt Vector Remap
由于PhnBoot_v1.0位于程序存储器的头部,需要对Interrupt Vector进行remap. 代码如下。
#define REMAPPED_APP_HIGH_INTERRUPT_VECTOR 0x2408#define REMAPPED_APP_LOW_INTERRUPT_VECTOR 0x2418#pragma code low_vector_section=0x018void low_vector (void){_asmgoto REMAPPED_APP_LOW_INTERRUPT_VECTOR_endasm}#pragma code high_vector_section=0x08void high_vector (void){_asmgoto REMAPPED_APP_HIGH_INTERRUPT_VECTOR_endasm}
PhnBoot_v1.0 主要代码段
PhnBoot_v1.0 是用C语言写的,Microchip 8-bit C Compiler--MCC18编译的。
switch (GenUDPSt){case SM_HOME:ARPResolve(&Server.IPAddr);if (ARPIsResolved(&Server.IPAddr,&Server.MACAddr)){MySock = UDPOpen(ClientPort,&Server,ServerPort);if (MySock != INVALID_UDP_SOCKET){tick = 0x10000;delay = BOOT_TIMEOUT;GenUDPSt++;}}else{tick--;if (tick==0){tick = 0x10000;if (delay == 0){delay = BOOT_TIMEOUT;GenUDPSt = SM_CLOSE;}delay--;}}break;case SM_READY:if (UDPIsPutReady(MySock) > BUFFER_MAX){UDPPutString(ok);UDPFlush();GenUDPSt++;}else{tick--;if (tick==0){tick = 0x10000;if (delay == 0){delay = BOOT_TIMEOUT;GenUDPSt = SM_CLOSE;}delay--;}}break;case SM_RESPONSE:udpPackets = UDPIsGetReady(MySock);if (udpPackets >= BUFFER_MAX){UDPGetArray(line_buffer, BUFFER_MAX);UDPDiscard();if (line_buffer[0] == STX && line_buffer[BUFFER_MAX - 1] == ETX){switch (line_buffer[CMD_INDEX]){case WR_MEM:EECON1 = PGM_WRITE;WriteMem();break;case WR_CFG:if (!last_block_written&&!CFG_NUM){WriteStart();last_block_written = 1;ResetBlockBuffer();}CFG_NUM++;EECON1 = CFG_WRITE;WriteCfg();break;case ER_MEM:EECON1 = PGM_ERASE;EraseMem();break;case RUN_APP:if (!last_block_written){WriteStart();last_block_written = 1;ResetBlockBuffer();}GenUDPSt++;default:break;}if (UDPIsPutReady(MySock) >= BUFFER_MAX){UDPPutArray(line_buffer, BUFFER_MAX);UDPFlush();}}}else{tick--;if (tick==0){tick = 0x10000;if (delay == 0){delay = BOOT_TIMEOUT;GenUDPSt = SM_CLOSE;}delay--;}}break;case SM_CLOSE:while (!TXSTAbits.TRMT);TXREG='>';UDPClose(MySock);MySock = INVALID_UDP_SOCKET;_asmgoto APP_START_endasmbreak;}}
如何使用
1. 使用MCC18编译PhnBoot_v1.0,
2. 使用pickit3烧录PhnBoot_v1.0的Hex文件到目标板中。
3. 拔除pickit3烧录器
4. 将目标板与PC的接入同一局域网,并设置PC的IP地址和目标板的IP地址为同一网域,打开PhnLoader_v1.0用户界面,选择IP, 端口,和通信协议。
5. 点击PhnLoader_v1.0用户界面上的“.."按钮加载需要烧录的应用程序Hex文件 (注意:由于PhnBoot_v1.0占用了程序存储器头部0x2400程序字,所以应用程序编译需要设置Code offset为0x2400)。
6. 重启目标板,接着立刻在PhnLoader_v1.0界面上点击Download按钮。如果超时未点击Download按钮,目标板会自动跳转到上次烧录的应用程序中去。
7. 烧录完毕,再次重启目标板, 2秒后目标板开始正常运行应用程序。
之后每次更新应用程序,只需重复步骤 4 ~ 7 就可以了。
主要特性
本PIC ethernet bootloader有以下主要特性
1. 使用了Microchip免费的TCP/IP Stack,采用UDP协议。
2. C语言写的,MCC18 编译。
3. 非常容易移植。
4. 支持FLASH烧写, 快速,占用空间小。
5. 可支持EEPROM烧写。
6. 支持CONFIG BITS/IDLOC 烧写。
如果你有什么疑问,或有兴趣了解更多关于bootloader 的C语言实现,请加我QQ: 1273623966 (验证信息请填 bootloader 或 cnblogs)。
转载于:https://www.cnblogs.com/geekygeek/p/pic_udp_bootloader.html
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