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基于NXP LPC2000的次级启动加载程序解析
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2017-10-30
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本文虽然是针对NXP（恩智浦公司）的LPC2000系列，但使用IAP技术对内部闪存进行编程却适用于几乎所有的NXP ARM MCU系列，包括Cortex-M0 LPC1100以及Cortex-M3 LPC1300/1700等系列。
在大多数的LPC2000器件内部，存在着一个被称为“主启动加载程序（Primary Boot Loader）”的固件，它在每次上电或复位时被首先运行。本文所讲的“次级启动加载程序”实际上是一段用户自己写的代码（烧写在用户闪存区），在执行完主启动加载程序后被执行，提供给用户一个选择，是继续执行当前的应用程序还是对当前应用程序进行更新。
在应用编程（In Application Programming， IAP）是指在用户应用程序运行时，对内部闪存执行擦除或编程操作，它是对用户代码进行升级的一个关键技术。
LPC2000 IAP介绍
扇区（Sector）
IAP操作都是基于“扇区（Sector）”的，这就意味着即使仅仅需要更新一个字节的代码，也要将该字节所在的整个扇区擦除。因此，用户应该将待更新的代码和其它代码放在不同的扇区，以免误擦除。
IAP的应用领域
使用IAP技术，可以对用户代码进行升级，也可以把内部闪存当成类似EEPROM来存储数据。
当用户应用程序运行时，用户可以对程序的一部分进行更新，就像在线升级病毒库一样，而不必将硬件威廉希尔官方网站 断电甚至将芯片取下来放到专门的编程器上去重新烧写代码。
当数据存储器使用，可以减少PCB板面积、降低成本。由于作为数据存储的扇区会被擦除，因此不能将这些扇区和存放用户应用程序的扇区重叠。另外，闪存的擦除和编程次数也是有一定限制的，过于频繁的擦除或编程会影响闪存的寿命。对于LPC2000芯片来说，至少可以稳定擦写十万次，数据至少可以保存20年。
如何使用IAP
关于IAP的详细说明、各种命令码、返回码和参数格式，可以参考LPC2000系列的用户手册。下面重点介绍一下如何使用IAP。
使用流程
图1是使用IAP对闪存进行擦写和编程的基本步骤。
定义系统参数：在调用IAP命令前，有一些参数必须事先设置好，这包括系统时钟、IAP调用的入口地址、存放输入参数和输出参数的变量。
选择扇区：在对任何扇区进行擦除或编程前，必须选择（准备）这些扇区，当然，也可以一次选择多个扇区。
擦除扇区：在对闪存的指定扇区进行编程前，必须先擦除这些扇区。如果这些扇区已经被擦除，则不必再擦除了。可以一次对多个扇区进行擦除。
编程扇区：在这个阶段，数据将被从SRAM写入闪存中的指定地址。这里有几个要特别注意的地方：
● 只能将位于片内SRAM内的数据写入片内闪存;
● 位于片内闪存的写入地址必须是256字节对齐;
● 片内SRAM必须位于局部总线（Local Bus），这就意味着有两块SRAM区域（供USB和以太网使用）内的数据不能被直接写入闪存;
● 一次写入的字节数必须是256、512、1024或者4096。
数据校验：用户不必自己写程序每次对写入的数据进行检查，而是可以直接调用一个数据校验的IAP命令。
IAP过程中的中断
在擦除和编程操作过程中，片内闪存是不可访问的，当用户程序启动执行时，用户闪存区域的中断向量有效。在调用擦除和编程的IAP命令前，用户应当关闭中断或者确保中断向量表在SRAM中有效并且中断处理函数也位于S M中。
在大多数的LPC2000器件内部，存在着一个被称为“主启动加载程序（Primary Boot Loader）”的固件，它在每次上电或复位时被首先运行。本文所讲的“次级启动加载程序”实际上是一段用户自己写的代码（烧写在用户闪存区），在执行完主启动加载程序后被执行，提供给用户一个选择，是继续执行当前的应用程序还是对当前应用程序进行更新。
在应用编程（In Application Programming， IAP）是指在用户应用程序运行时，对内部闪存执行擦除或编程操作，它是对用户代码进行升级的一个关键技术。
LPC2000 IAP介绍
扇区（Sector）
IAP操作都是基于“扇区（Sector）”的，这就意味着即使仅仅需要更新一个字节的代码，也要将该字节所在的整个扇区擦除。因此，用户应该将待更新的代码和其它代码放在不同的扇区，以免误擦除。
IAP的应用领域
使用IAP技术，可以对用户代码进行升级，也可以把内部闪存当成类似EEPROM来存储数据。
当用户应用程序运行时，用户可以对程序的一部分进行更新，就像在线升级病毒库一样，而不必将硬件威廉希尔官方网站 断电甚至将芯片取下来放到专门的编程器上去重新烧写代码。
当数据存储器使用，可以减少PCB板面积、降低成本。由于作为数据存储的扇区会被擦除，因此不能将这些扇区和存放用户应用程序的扇区重叠。另外，闪存的擦除和编程次数也是有一定限制的，过于频繁的擦除或编程会影响闪存的寿命。对于LPC2000芯片来说，至少可以稳定擦写十万次，数据至少可以保存20年。
如何使用IAP
关于IAP的详细说明、各种命令码、返回码和参数格式，可以参考LPC2000系列的用户手册。下面重点介绍一下如何使用IAP。
使用流程
图1是使用IAP对闪存进行擦写和编程的基本步骤。
定义系统参数：在调用IAP命令前，有一些参数必须事先设置好，这包括系统时钟、IAP调用的入口地址、存放输入参数和输出参数的变量。
选择扇区：在对任何扇区进行擦除或编程前，必须选择（准备）这些扇区，当然，也可以一次选择多个扇区。
擦除扇区：在对闪存的指定扇区进行编程前，必须先擦除这些扇区。如果这些扇区已经被擦除，则不必再擦除了。可以一次对多个扇区进行擦除。
编程扇区：在这个阶段，数据将被从SRAM写入闪存中的指定地址。这里有几个要特别注意的地方：
● 只能将位于片内SRAM内的数据写入片内闪存;
● 位于片内闪存的写入地址必须是256字节对齐;
● 片内SRAM必须位于局部总线（Local Bus），这就意味着有两块SRAM区域（供USB和以太网使用）内的数据不能被直接写入闪存;
● 一次写入的字节数必须是256、512、1024或者4096。
数据校验：用户不必自己写程序每次对写入的数据进行检查，而是可以直接调用一个数据校验的IAP命令。
IAP过程中的中断
在擦除和编程操作过程中，片内闪存是不可访问的，当用户程序启动执行时，用户闪存区域的中断向量有效。在调用擦除和编程的IAP命令前，用户应当关闭中断或者确保中断向量表在SRAM中有效并且中断处理函数也位于S M中。
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