基于ARM片外FIash存储器IAP的方案

　　引 言

　　以ARM芯片为处理器核的嵌入式应用系统，以其小体积、低功耗、低成本、高性能、丰富的片内资源以及对操作系统的广泛支持，得到了人们越来越多的青睐。包括工业控制领域、无线通信领域、网络应用、消费电子、成像和安全产品等，如今，ARM微处理器及嵌入式技术的应用几乎已经渗透到了各个领域。其中ARM7作为ARM微处理器系列中的一员，是低功耗的32位RISC处理器。Samsung公司的S3C4510B、Philips公司的LPC20XX、LPC21XX、LPC22XX系列等都是ARM7处理器。这些为数繁多的ARM7处理器，因其片内外设不同而各擅所长，但都应用同样的ARM7TDMI核(或ARM7TDMI—S核，这是ARM7TDMI的综合版本，这两种核对处理器应用人员来说没有区别)。可以说，ARM7TDMI是目前使用最为广泛的32位嵌入式RIsc处理器。ARM7TDMI核应用冯·诺依曼结构，处理器使用的存储器中数据和程序指令不予区分，PC寄存器指向的存储器单元，无论是ROM区还是RAM区，只要符合ARM指令的格式都可以执行，这就为系统自修改提供了可能。在应用编程IAP(InApplicatAion Program)就是这样的自修改程序。它先在RAM存储器中写人数据值，然后使PC指向该存储段，把该段作为程序段来执行。很多ARM7芯片自带IAP处理器，应用其自带的IAP处理器可以方便地对其片内集成的Flash存储器进行在应用编程，但几乎所有的ARM核芯片均不支持片外IAP处理，因为片外Flash存储器是用户选型的，芯片生产厂家无法先知先觉，而不同Flash存储器其编程时序也不尽相同，导致芯片生产厂家无法提供通用的IAP代码。那么，如何对嵌入式系统的片外Flash存储器进行在应用编程呢?这里分两种情况：一是普通代码存放在片外单独1片Flash中，IAP代码在另一片Flash中完成，此时只要依据Flash的操作时序执行IAP代码，完成擦除或写入操作即可。这种情况虽然简单，但应用了2片Flash;而IAP代码很小，一般完全可以集成到1片中，所以这里对这种情况不予考虑。另一种情况是1片Flash中既要存储普通代码，又要实现IAP。下面以Phnips公司的LPC2210 和 Silicon storage Technology 公司的SST39VFl60为例，详细讨论这种情况IAP的解决方案。

　　1 硬件结构

　　1.1 LPC2210介绍

　　Philips公司的LPC22lO是一款基于支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-SCPU的微控制器。芯片采用144脚封装，有16 KB片内静态RAM，开放外部总线;通过外部存储器接口可将外部存储器配置成4组，每组的容量高达16 Mb，数据宽度8/16/32位均可;具有多个32位定时器、8路lO位PWM输出、多个串行接口(包括2个16C550工业标准UART、高速I2C接口和2个sPI接口)以及9个外部中断、多达76个可承受5 V电压的通用I/O口，同时内嵌实时时钟和看门狗，片内外设功能丰富强大;片内晶振频率范围l～30 MHz，通过片内PLL可实现最大为60 MHz的CPU工作频率，具有2种低功耗模式——空闲和掉电，通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒，并可通过个别使能/禁止外部功能来优化功耗。以上特性，使其特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和POS机，同时也非常适合于通信网关协议转换器，嵌入式软Modem，以及其他各种类型的应用。