【智多晶FPGA-041】基于串口的在线升级方案_串口在线升级 fpga程序

案例说明
将SPI FLAS分成两大区域：一部分叫做bootloader区，一部分叫做app用户代码区。通过bootloader区存放的引导程序，对用户代码区的程序进行更新。
操作步骤说明
1.设置串口调试助手
打开串口调试助手，将波特率设置为500000，将发送文件延时设置为连续发送，选择HEX发送，在第一字节的末尾加上校验ModbusCRC16。

2.下载工程文件
打开HQ软件，找到对应的bin文件进行下载。

将程序下载之后，串口调试助手中出现“倒计时4！！！”、“ 倒计时3！！！”“倒计时2！！！”、“倒计时1！！！”，前面这4S的倒计时是预留给用户升级程序的。如果用户需要更新程序，就需要通过发送对应的指令对FLASH进行操作，此时程序将会进入更新的状态。如果不需要进行升级的话，这4S过后，串口会显示“正在进入用户程序！！！”，此时将会进入用户需要执行的功能程序，不能再对FLASH进行操作。当功能代码区没有内容时，程序将会一直执行升级部分的代码。下载用户功能代码的步骤如下3~5所示（需要在程序运行升级代码的前4S之内进行）。

3.通过串口调试助手发送读ID命令
在对Flash进行操作之前，首先必须读取ID，ID读取成功之后，才能进行一系列操作，第一次进行文件烧写的时候，建议执行此步骤，后续进行文件更新的时候可忽略此步骤。对于Flash操作定义的命令列表如下。

ID读取成功之后，串口会显示对应的ID信息，本次实验操作的Flash的型号为W25Q64，其ID读取成功之后，串口会显示“FlashIDis 0x684017,  Manufacturer Device ID is0x16”。

3.发送擦除指令
在向Flash中写入数据之前，必须先对其擦除，可以发送擦除扇区指令或者擦除块指令，请勿选择整片擦除，整片擦除之后将会擦除bootloader区的引导升级的代码部分，后续进行升级将需要重新下载程序。下面我们以块擦除为例：
1) 发送擦除指令01 06 00 01 00 03

2)输入app用户代码区的起始地址（需要注意的是，这里需要预留升级代码的区域，app用户代码区的起始地址都是从0x110000开始）

3)输入需要擦除的块区的个数，根据不同的Flash芯片进行设置，以W25Q64为例，一个扇区的大小为4K（4096个字节），一个块的大小为64K（65536个字节），一共有128个块，每块16个扇区，如果你需要烧写的文件大小为1059076个字节，选择使用扇区擦除的话，需要擦除的个数为259个，选择用块擦除的话，需要擦除17个块。在进行发送的时候要转换成16进制的数进行发送（需要注意的是定义的输入的数据是24位，如果需要擦除的块区的个数是17的话，需要输入的值为00 00 11）。

4)等待擦除完成，块擦除完成之后，会出现“BlockErase OK”，此时就可以进行接下来的操作。
5.发送写数据命令
擦除完成之后，发送写数据命令，打开文件，选择需要下载的bin文件。

文件发送完成之后，串口助手会显示下载完成，如下图所示，这样就完成将文件下载至Flash的操作。

6.查看结果
文件下载成功之后，程序将会跳转至用户程序执行相关的功能，以我们提供的示例“uart_rtc8563_hex8.bin”为例，文件发送完成之后，串口和数码管会显示相应的时间。

7.给用户代码区添加跳转模块
通过上述步骤完成了从bootloader区的引导程序到app用户代码区的跳转，但是并没有完成从app用户代码区跳回至bootloader区的过程。如果需要更新app用户代码区的内容只能通过重新给开发板上电，在程序运行的前4S发送对应指令进行更新。用户其实可以给自己的app用户代码区加上跳转指令，使其在某种特定的条件下跳回至bootloader区，比如我们提供的bin文件中，是通过开发板上的S1按键来控制地址的跳转，当S1按下之后，程序将重新从bootloader区的代码开始运行。给用户代码区添加跳转指令的方式如下：
1)复制跳转指令文件夹至工程中
找到我们提供的跳转指令代码文件夹“Flash_AddChance”复制至需要执行的工程中。
2)打开HQ软件，添加跳转指令模块

3)例化模块至工程顶层
在工程顶层添加例化代码，如下所示：
 

上述代码的跳转指令对应的是AC208开发板上的按键S1，用户在使用的时候可以通过一个GPIO口来进行控制，使其在特定的情况下输出高电平便可以实现跳转。

工程文件已置顶绑定