本發(fā)明涉及一種STM32微處理器程序架構(gòu)設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

嵌入式系統(tǒng)對于不同的應(yīng)用，出于開發(fā)成本，開發(fā)周期，可維護(hù)性等方面考慮，都會選擇不同的微控制器來進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。在嵌入式系統(tǒng)的程序設(shè)計中，存儲架構(gòu)的設(shè)計是程序設(shè)計的關(guān)鍵因素之一。STM32F103RCT6是一款基于ARM 32位CORTEX-M3的高性能，高穩(wěn)定性，低功耗，最高工作頻率為72MHZ，1.25DIPS/MHZ單周期乘法與硬件除法的存儲器。存儲器片上集成了256KB的flash可在線擦除存儲器和48KB的SRAM靜態(tài)存儲器。其中，由于flash可在線擦除存儲器的256KB程序空間是連續(xù)的，因此在每次更新程序時，都只能整片擦除和燒寫，而燒寫又只能使用ISP模式進(jìn)行燒寫，操作起來及其不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種STM32微處理器程序架構(gòu)設(shè)計方法，通過對程序架構(gòu)的設(shè)計，實現(xiàn)在更新程序的時候，可以只更新對應(yīng)區(qū)域的內(nèi)容，而無需整片擦除和燒寫，可以降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，縮短更新時間。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種STM32微處理器程序架構(gòu)設(shè)計方法，所述方法包括：將微處理器程序架構(gòu)劃分為四個區(qū)，包括BOOT程序區(qū)、應(yīng)用程序區(qū)、配置信息區(qū)以及程序備份區(qū)；且通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)在線燒寫程序和遠(yuǎn)程升級程序；通過所述應(yīng)用程序區(qū)實現(xiàn)外設(shè)模塊接口的調(diào)用；通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)；通過所述程序備份區(qū)實現(xiàn)APP程序或者配置信息的升級備份。

進(jìn)一步地，所述BOOT程序區(qū)分配有24KB的存儲空間，所述APP應(yīng)用程序區(qū)分配有100KB的存儲空間，所述信息配置區(qū)分配有100KB的存儲空間，所述程序備份區(qū)分配有32KB的存儲空間。

進(jìn)一步地，所述“通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)在線燒寫程序”具體包括：

系統(tǒng)上電后，所述BOOT程序區(qū)開始運行BOOT程序，并判斷是否進(jìn)入ISP模式，若是，則進(jìn)入ISP模式，并等待接收數(shù)據(jù)包；若否，則正常運行BOOT程序；進(jìn)入ISP模式后，PC端先向所述BOOT程序區(qū)發(fā)送一個握手命令判斷是否接收數(shù)據(jù)包信息，若BOOT程序區(qū)應(yīng)答是，則PC端開始向BOOT程序區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)包信息；若BOOT程序區(qū)應(yīng)答否，則PC端不向BOOT程序區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)包信息；所述數(shù)據(jù)包信息包含數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)命令、數(shù)據(jù)內(nèi)容、CRC校驗碼以及包尾；

BOOT程序區(qū)在接收到完整的數(shù)據(jù)包信息后，判斷CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給PC端，PC端重新發(fā)送數(shù)據(jù)包信息給BOOT程序區(qū)；若是，則從數(shù)據(jù)包信息中解析出指定的燒寫地址以及燒寫的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)燒寫到指定的燒寫地址中。

進(jìn)一步地，所述“通過所述程序備份區(qū)實現(xiàn)APP程序或者配置信息的升級備份”具體包括：

遠(yuǎn)程PC端通過升級協(xié)議向APP應(yīng)用程序區(qū)推送升級文件，所述升級協(xié)議中包含文件大小、文件類型、文件CRC校驗碼、文件內(nèi)容以及文件的數(shù)據(jù)包個數(shù)，所述升級文件為APP程序升級文件或者配置信息升級文件；APP應(yīng)用程序區(qū)在接收到完整的升級文件后，判斷文件CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給遠(yuǎn)程PC端，遠(yuǎn)程PC端重新發(fā)送升級文件給APP應(yīng)用程序區(qū)；若是，則將升級文件備份到程序備份區(qū)，且若升級文件為APP程序升級文件，則生成一對應(yīng)的APP程序升級標(biāo)志；若升級文件為配置信息升級文件，則生成一對應(yīng)的配置信息升級標(biāo)志。

進(jìn)一步地，所述“通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級程序”具體包括：

BOOT程序正常運行后，BOOT程序區(qū)檢測程序備份區(qū)是否存在APP程序升級標(biāo)志或者配置信息升級標(biāo)志，若存在，則將APP程序升級文件拷貝到應(yīng)用程序區(qū)進(jìn)行升級并運行APP程序，或者將配置信息升級文件拷貝到配置信息區(qū)進(jìn)行升級，且刪除APP程序升級標(biāo)志或者配置信息升級標(biāo)志；若不存在，則直接運行應(yīng)用程序區(qū)中的APP程序；

同時，在運行APP程序的過程中，若出現(xiàn)程序損壞，則從程序備份區(qū)拷貝APP程序升級文件至應(yīng)用程序區(qū)，并重新運行APP程序。

進(jìn)一步地，所述“通過所述應(yīng)用程序區(qū)實現(xiàn)外設(shè)模塊接口的調(diào)用”具體包括：客戶端向應(yīng)用程序區(qū)發(fā)送調(diào)用命令數(shù)據(jù)包，所述調(diào)用命令數(shù)據(jù)包中包含數(shù)據(jù)頭、調(diào)用的外設(shè)模塊、數(shù)據(jù)長度、CRC校驗碼、數(shù)據(jù)內(nèi)容以及包尾；應(yīng)用程序區(qū)在接收到完整的調(diào)用命令數(shù)據(jù)包后，判斷CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給客戶端，客戶端重新向應(yīng)用程序區(qū)發(fā)送調(diào)用命令數(shù)據(jù)包；若是，則解析出調(diào)用的外設(shè)模塊，并調(diào)用相應(yīng)的接口。

進(jìn)一步地，所述“通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)”具體包括：

系統(tǒng)上電后，通過所述BOOT程序區(qū)將基本配置參數(shù)燒寫到所述配置信息區(qū)中，所述基本配置參數(shù)至少包含廠家的協(xié)議版本以及外設(shè)模塊的使能情況；且在系統(tǒng)第一次上電時，應(yīng)用程序區(qū)先從該配置信息區(qū)獲取微處理器芯片的唯一ID，并利用加密算法生成一加密數(shù)據(jù)，之后將加密數(shù)據(jù)寫入到配置信息區(qū)中；

在運行APP程序時，APP程序從配置信息區(qū)讀取基本配置參數(shù)，并根據(jù)基本配置參數(shù)確定廠家的協(xié)議版本以及外設(shè)模塊的使能情況；同時，APP程序讀取微處理器芯片的唯一ID，利用加密算法生成一加密結(jié)果，并將加密結(jié)果與配置信息區(qū)中的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，且若比對結(jié)果一致，則正常運行APP程序；若比對結(jié)果不一致，則執(zhí)行開機自銷毀操作。

進(jìn)一步地，所述“通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)”還包括：

BOOT程序正常運行后，通過PC端向應(yīng)用程序區(qū)下發(fā)配置指令，應(yīng)用程序區(qū)從配置信息區(qū)讀取基本配置參數(shù)，并將讀取的基本配置參數(shù)返回到PC端進(jìn)行修改，之后將修改后的基本配置參數(shù)寫入到配置信息區(qū)中。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：通過對程序架構(gòu)的劃分，使得在更新程序的時候，可以只更新對應(yīng)區(qū)域的內(nèi)容，而無需整片擦除和燒寫，比如只要更新應(yīng)用程序區(qū)中的APP程序，或者只修改配置信息區(qū)中的基本配置參數(shù)，這可以縮短軟件的更新時間。且在不增加額外存儲集成電路的情況下，實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級程序和更新配置參數(shù)，可以降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，并增加芯片的使用壽命，提高軟件售后維護(hù)、升級的方便性。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明中程序架構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

請參照圖1，一種STM32微處理器程序架構(gòu)設(shè)計方法，所述方法包括：將微處理器程序架構(gòu)劃分為四個區(qū)，包括BOOT程序區(qū)(即圖1中的BOOT區(qū))、應(yīng)用程序區(qū)(即圖1中的APP區(qū))、配置信息區(qū)(即圖1中的BACK區(qū))以及程序備份區(qū)(即圖1中的BASE_INFO_CONF區(qū))；且通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)在線燒寫程序和遠(yuǎn)程升級程序；通過所述應(yīng)用程序區(qū)實現(xiàn)外設(shè)模塊接口的調(diào)用；通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)；通過所述程序備份區(qū)實現(xiàn)APP程序或者配置信息的升級備份。

其中，所述BOOT程序區(qū)分配有24KB的存儲空間，分配給BOOT程序區(qū)的地址為：0x08000000--0x8006000；所述APP應(yīng)用程序區(qū)分配有100KB的存儲空間，分配給APP應(yīng)用程序區(qū)的地址為：0x08006000--0x0801F000；所述信息配置區(qū)分配有100KB的存儲空間，分配給信息配置區(qū)的地址為：0x0801F000--0x08038000；所述程序備份區(qū)分配有32KB的存儲空間，分配給程序備份區(qū)的地址為：0x08038000--0x0803FFFF。

所述“通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)在線燒寫程序”具體包括：

系統(tǒng)上電后，所述BOOT程序區(qū)開始運行BOOT程序，并判斷是否進(jìn)入ISP模式，若是，則進(jìn)入ISP模式，并等待接收數(shù)據(jù)包；若否，則正常運行BOOT程序；進(jìn)入ISP模式后，通過PC端先向所述BOOT程序區(qū)發(fā)送一個握手命令判斷是否接收數(shù)據(jù)包信息，若BOOT程序區(qū)應(yīng)答是，則PC端開始向BOOT程序區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)包信息；若BOOT程序區(qū)應(yīng)答否，則PC端不向BOOT程序區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)包信息；所述數(shù)據(jù)包信息包含數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)命令、數(shù)據(jù)內(nèi)容、CRC校驗碼以及包尾。以傳輸十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)為例，判斷是否進(jìn)入ISP模式命令：04(數(shù)據(jù)頭)06 00(數(shù)據(jù)長度)00 00 01(數(shù)據(jù)命令)53(數(shù)據(jù)內(nèi)容)46D4(CRC校驗)06(包尾)；應(yīng)答進(jìn)入ISP模式命令：04(包頭)06 00(數(shù)據(jù)長度兩個字節(jié))00 00 01(數(shù)據(jù)命令)00(數(shù)據(jù)內(nèi)容)D0BE(CRC校驗)06(包尾)。

BOOT程序區(qū)在接收到完整的數(shù)據(jù)包信息后(即BOOT程序區(qū)在燒寫時，會傳輸一個數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的大小最大為4k，以減少內(nèi)存的使用情況)，判斷CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給PC端，PC端重新發(fā)送數(shù)據(jù)包信息給BOOT程序區(qū)；若是，則從數(shù)據(jù)包信息中解析出指定的燒寫地址以及燒寫的數(shù)據(jù)，其中，燒寫地址包含在數(shù)據(jù)內(nèi)容中，并將數(shù)據(jù)燒寫到指定的燒寫地址中，例如，指定的燒寫地址為0x08006000，此時就將數(shù)據(jù)燒寫到這個地址中。

所述“通過所述程序備份區(qū)實現(xiàn)APP程序或者配置信息的升級備份”具體包括：

遠(yuǎn)程PC端通過升級協(xié)議向APP應(yīng)用程序區(qū)推送升級文件，所述升級協(xié)議中包含文件大小、文件類型、文件CRC校驗碼、文件內(nèi)容以及文件的數(shù)據(jù)包個數(shù)，以推送一個十六進(jìn)制的文件數(shù)據(jù)為例：04(包頭)30 00(數(shù)據(jù)長度)00a0 01(命令號)[29 00(文件大小)01(文件類型)1C 00(文件命令)53 65 72 76 5F 72 66 69 64 5F 32 30 31 35 2D 31 30 2D 31 35 2E 62 69 6E 2E 62 69 6E(文件名稱)FC 46 00 00(文件大小)00 08(傳輸文件包數(shù)兩個字節(jié))6E DA FF FF(文件校驗4個字節(jié))](文件包內(nèi)容)70 8D(數(shù)據(jù)包校驗兩個字節(jié))06(包尾)。所述升級文件為APP程序升級文件或者配置信息升級文件；APP應(yīng)用程序區(qū)在接收到完整的升級文件后，例如升級文件中包含有5個數(shù)據(jù)包，則APP應(yīng)用程序區(qū)需要接收到5個數(shù)據(jù)包才算完整，且只有接收到完整的升級文件后才可以進(jìn)行升級，判斷文件CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給遠(yuǎn)程PC端，遠(yuǎn)程PC端重新發(fā)送升級文件給APP應(yīng)用程序區(qū)；若是，則將升級文件備份到程序備份區(qū)，且若升級文件為APP程序升級文件，則生成一對應(yīng)的APP程序升級標(biāo)志；若升級文件為配置信息升級文件，則生成一對應(yīng)的配置信息升級標(biāo)志。其中，APP程序升級標(biāo)志和配置信息升級標(biāo)志用于BOOT程序區(qū)進(jìn)行升級時使用。

所述“通過所述BOOT程序區(qū)實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級程序”具體包括：

BOOT程序正常運行后，BOOT程序區(qū)檢測程序備份區(qū)是否存在APP程序升級標(biāo)志或者配置信息升級標(biāo)志，若存在，則將APP程序升級文件拷貝到應(yīng)用程序區(qū)進(jìn)行升級并運行APP程序，或者將配置信息升級文件拷貝到配置信息區(qū)進(jìn)行升級，且刪除APP程序升級標(biāo)志或者配置信息升級標(biāo)志；若不存在，則直接運行應(yīng)用程序區(qū)中的APP程序；

同時，在運行APP程序的過程中，若出現(xiàn)程序損壞(例如讀卡器在非正常操作的情況，就可能導(dǎo)致APP程序損壞，使APP程序無法正常啟動)，則從程序備份區(qū)拷貝APP程序升級文件至應(yīng)用程序區(qū)，并重新運行APP程序。

所述“通過所述應(yīng)用程序區(qū)實現(xiàn)外設(shè)模塊接口的調(diào)用”具體包括：客戶端向應(yīng)用程序區(qū)發(fā)送調(diào)用命令數(shù)據(jù)包，所述調(diào)用命令數(shù)據(jù)包中包含數(shù)據(jù)頭、調(diào)用的外設(shè)模塊、數(shù)據(jù)長度、CRC校驗碼、數(shù)據(jù)內(nèi)容以及包尾，例如探測卡片命令：04(數(shù)據(jù)頭)06 00(數(shù)據(jù)長度)00 03 01(命令號)00(數(shù)據(jù)內(nèi)容)25 66(校驗碼)06(包尾)。應(yīng)用程序區(qū)在接收到完整的調(diào)用命令數(shù)據(jù)包后，判斷CRC校驗碼是否正確，若否，則返回重發(fā)指令給客戶端，客戶端重新向應(yīng)用程序區(qū)發(fā)送調(diào)用命令數(shù)據(jù)包；若是，則解析出調(diào)用的外設(shè)模塊，并調(diào)用相應(yīng)的接口。

所述“通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)”具體包括：

系統(tǒng)上電后，通過所述BOOT程序區(qū)將基本配置參數(shù)燒寫到所述配置信息區(qū)中，所述基本配置參數(shù)至少包含廠家的協(xié)議版本以及外設(shè)模塊的使能情況，當(dāng)然，還可以包含特殊數(shù)據(jù)命令的加密方式，系統(tǒng)使用時間，開機次數(shù)，產(chǎn)品的客戶類型，產(chǎn)品的生產(chǎn)日期等相關(guān)參數(shù)；且在系統(tǒng)第一次上電時，應(yīng)用程序區(qū)先從該配置信息區(qū)獲取微處理器芯片的唯一ID(每塊微處理器芯片都具有一個唯一ID)，并利用加密算法(可以是對稱加密算法或者非對稱加密算法)生成一加密數(shù)據(jù)，之后將加密數(shù)據(jù)寫入到配置信息區(qū)中；通過將加密數(shù)據(jù)寫入配置信息區(qū)，可以防止外面的硬件暴力破解程序，所謂暴力破解方式就是直接讀取用戶的芯片數(shù)據(jù)信息并拷貝程序。

在運行APP程序時，APP程序從配置信息區(qū)讀取基本配置參數(shù)，并根據(jù)基本配置參數(shù)確定廠家的協(xié)議版本以及外設(shè)模塊的使能情況；同時，APP程序讀取微處理器芯片的唯一ID，利用加密算法生成一加密結(jié)果，并將加密結(jié)果與配置信息區(qū)中的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，且若比對結(jié)果一致，則正常運行APP程序；若比對結(jié)果不一致，則執(zhí)行開機自銷毀操作，有效的防止了程序的硬破解。

所述“通過所述配置信息區(qū)存儲配置參數(shù)”還包括：

BOOT程序正常運行后，通過PC端向應(yīng)用程序區(qū)下發(fā)配置指令，應(yīng)用程序區(qū)從配置信息區(qū)讀取基本配置參數(shù)，并將讀取的基本配置參數(shù)返回到PC端進(jìn)行修改，之后將修改后的基本配置參數(shù)寫入到配置信息區(qū)中。在具體實施時，可以在不修改應(yīng)用程序的情況下，通過修改基本配置參數(shù)來實現(xiàn)終端產(chǎn)品的應(yīng)用程序，并可以對接多個客戶(例如，原有的基本配置參數(shù)只能夠?qū)涌蛻鬉，通過修改基本配置參數(shù)后，就可以實現(xiàn)同時對接客戶A、客戶B等多個客戶)，這有助于減少軟件的維護(hù)成本。

總之，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：通過對程序架構(gòu)的劃分，使得在更新程序的時候，可以只更新對應(yīng)區(qū)域的內(nèi)容，而無需整片擦除和燒寫，比如只要更新應(yīng)用程序區(qū)中的APP程序，或者只修改配置信息區(qū)中的基本配置參數(shù)，這可以縮短軟件的更新時間。且在不增加額外存儲集成電路的情況下，實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級程序和更新配置參數(shù)，可以降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，并增加芯片的使用壽命，提高軟件售后維護(hù)、升級的方便性。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。