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采用UDP协议的PIC32MZ ethernet bootloader

发布时间:2020-06-19 发布时间:
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经过千辛万苦,今天终于完工PIC32MZ EC Starter Kit的ethernet bootloader项目。我将整个项目, 命名为PhnBootloader。它分为两个部分。第一个部分是PC 端的host程序PhnLoader_v3.0。另一部分是单片机端boot程序PhnBoot_v3.0,是从Microchip AN1388 ethernet bootloader移植过来的。整个移植过程碰到很多困难,主要是由于ethernet bootloader使用到Microchip 的TCP/IP Stack,但是TCP/IP Stack不支持PIC32MZ。 这里我列出移植需要注意的地方:

1. PIC32MZ默认enable cache.

2. PIC32MZ ethernet module ports mapping

3. PIC32MZ EC Starter Kit的external PHY的LEDs和Start Kit的LED1,LED2复用

4. PIC32MZ EC Starter Kit的ethernet module有些port复用AN功能。

5. ethernet bootloader download完application后,跳转到application前 ,注意要清零所有使用到的register,包括disable interrupt。

  PhnLoader_v3.0和PhnBoot_v3.0之间采用UDP协议通信,通信数据包格式采用以下协定:

...

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 32 bits  ( ADDRL , ADDRH , ADDRH, ADDRM)

  具体有以下Base command:

RD-VER:  0x00 -- Read Version Information (最终版本未实现)
RD_MEM: 0x01 -- Read Program Memory (最终版本未实现)
ER_MEM: 0x03 -- Erase Program Memory
WR_MEM: 0x02 -- Write Program Memory 
WR_CFG: 0x04 -- Write Configuration Registers (最终版本未实现)

  PhnLoader_v3.0

  PhnLoader_v3.0 是PC端host 程序。

      运行环境:Window + .NET Framework 4.5

      开发语言:C#

      通信类型:UDP Server

      IP 地址: 192.168.1.105

      端口号:  8720

      UI 如下图:

  C#源代码主要部分:


            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);                        //    loaderUpperAddr = Convert.ToInt32(addrU, 16) <


  PhnBoot_v3.0

  PhnBoot_v3.0 是单片机端Boot 程序。

      运行环境:PIC32MZ EC Starter Kit

      开发语言:C 语言 (Microchip XC32编译)

      通信类型:UDP Client

      IP 地址: 192.168.1.123

      端口号:  8740

  主要代码段:


        switch (GenUDPSt)
        {        case SM_HOME:
            ARPResolve(&ServerNode.IPAddr);
            startTime = TickGet();
            GenUDPSt++;            break;        case SM_ARP:            if (TickGet() - startTime  BUFFER_MAX)
                {
                    UDPPutString(ok);
                    UDPFlush();
                    GenUDPSt++;
                }
            }            else
            {
                GenUDPSt = SM_CLOSE;
            }            break;        case SM_UDPGET:            if (TickGet() - startTime = BUFFER_MAX)
                {
                   UDPGetArray(frameBuffer, BUFFER_MAX);
                   UDPDiscard();                   if (frameBuffer[0] == STX && frameBuffer[BUFFER_MAX - 1] == ETX)
                   {
                    Uart_Putc('.');                    for(i=0;i= BUFFER_MAX)
                {
                    UDPPutArray(frameBuffer, BUFFER_MAX);
                    UDPFlush();
                }
                startTime = TickGet();
                GenUDPSt = SM_UDPGET;
            }            else
            {
                printf("xx");      // for debug
                GenUDPSt = SM_CLOSE;
            }            break;        case SM_CLOSE:
            printf("done\r\n");        // for debug            UDPClose(MySock);
            MySock = INVALID_UDP_SOCKET;
            GenUDPSt = SM_HOME;
            TRISCSET = 0x2000; // RC13 Input
            LATCCLR = 0x6000;  // Clear LATC 
            LATHCLR = (1<<2);
            TRISHSET = (1<<2);
            INTDisableInterrupts();
            T1CON = 0;
            ETHCON1 = 0;
            ETHCON2 = 0;
            CoreT_DelayMs(1);
            U1MODE = 0x0;
            U1STA = 0x0;
            (*((void(*)(void))USER_APP_RESET_ADDRESS))();            break;
        }


  如何使用PhnLoader_v3.0和PhnBoot_v3.0

      1. 使用XC32编译PhnBoot_v3.0(编译前,需先修改linker script)。

  2. 使用pickit3烧录PhnBoot_v3.0的Hex文件到目标板中。

  3. 拔除pickit3烧录器

  4. 连接目标板和PC到同一局域网,设置PC的IP地址,打开PhnLoader_v3.0,选择UDP协议,端口号,IP地址。

  5. 点击PhnLoader_v3.0用户界面上的“.."按钮加载需要烧录的应用程序Hex文件(编译前,需先修改linker script)

  6. 重启目标板,等到LED3 灯亮了,立刻在PhnLoader_v3.0界面上点击Download按钮。如果超时未点击Download按钮,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, 数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。注意,整个烧录过程未能实现User ID/Configuration Bits的烧写,所以需要保持应用程序的Configuration Bits和Bootloader的Configuration Bits一致。


关键字:UDP协议  PIC32MZ  ethernet  bootloader

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