ISP与IAP的区别

ISP与IAP的区别

                                           两者在操作方式,结果和应用场合区别: 

什么是ISP(in system programming): 
    在系统编程。用写入器将code烧入,不过,芯片可以在目标板上,不用取出来,在设计目标板的时候就将接口设计在上面,所以叫"在系统编程",即不用脱离系统; 
什么是IAP(in applicatin programming): 
    在应用编程,有芯片本身(或通过外围的芯片)可以通过一系列操作将code写入,比如一款支持Iap的单片机,内分3个程序区,1作引导程序区,2作运行程序区,3作下载区,芯片通过串口接收到下载命令,进入引导区运行引导程序,在引导程序下将new code内容下载到下载区,下载完毕并校验通过后再将下载区内容复制到2区,运行复位程序,则Iap完成; 

应用场合: 
1、ISP 程序升级需要到现场解决,不过好一点的是不必拆机器了; 
2、IAP 如果有网管系统的话,用网管下载一切搞定,人不用跑来跑去, 

     在线编程目前有两种实现方法:在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)。ISP一般是通过单片机专用的串行编程接口对单片机内部的Flash存储器进行编程,而IAP技术是从结构上将Flash存储器映射为两个存储体,当运行一个存储体上的用户程序时,可对另一个存储体重新编程,之后将控制从一个存储体转向另一个。ISP的实现一般需要很少的外部电路辅助实现,而IAP的实现更加灵活,通常可利用单片机的串行口接到计算机的RS232口,通过专门设计的固件程序来编程内部存储器。 ISP和IAP很相似,都是不需要把芯片从板子上拔出来,就达到了用PC-MCU的编程接口(JTAG、串口、双绞线、SPI等)搞定新版本的升级的目的。MCU内部都是首先执行一段独立的Boot代码(这段Boot代码一般是出厂预置,或使用编程器烧录的,通常只有1k或4k,SST通常是占用一块独立的Block,Philips通常是让BootROM地址与其他Flash重叠,以达到隐藏的效果),Boot负责控制擦除程序存储器及给程序存储器编程的代码(或是处理器外部提供的执行代码),然后通过某种与PC计算机的通信方式(如,ether网口),将用户指定的某个在PC上编译完成的MCU可运行的二进制代码文件编程入MCU内的程序存储器。

ISP和IAP最大的不同是:由谁来触发。

ISP有4种触发方式:
1.由外部硬件电路:如VDD保持高电平,给RST连续3个脉冲;
2.检测状态位:如ISPEN,为0时PC指针从0000H开始执行;为1时,通过“引导向量”计算出“ISP代码”的位置。每次复位后都会检测该状态位;
3.中止控制符信号触发芯片复位:中止控制符信号就是指在异步串行口的接收脚上出现长 达一帧长度的低电平,这里一帧的长度与异步串行口的工作模式有关。
4.直接调用ISP:用户程序也可以调用,但是很危险。
    4种方式的目的是相同的——进入ISP子程序,比如Philips出厂的ISP子程序在1E00H-1FFFH,只要能引导PC指针指向1E00H就可以了。而进入ISP代码的目的是:进入BootROM。

    IAP的触发比较简单一些,没有外部触发。通过一些指示位(SST为SC0/SC1、SFCF[1,0];Philips为一段IAP子程序,保存在FF00H~FFFFH地址空间中),达到引导到BootROM的目的。

殊途同归,ISP、IAP所进入的BootROM里面驻留的Boot代码,才是最终目标。

最后一种:并行编程模式。不需要BootROM,直接设置芯片的多个引脚来让芯片识别命令(如:擦除、写入、验证等),从P口传地址、数据,就可以写入Flash用LPC2000的IAP,你自己分配好FLASH空间,指定一个BLOCK用来存放你的数据,然后通过IAP进行写操作。每次开机后,从这个BLOCK读你的数据。

 

IAP的实现

    通常在用户需要实现IAP功能时,即用户程序运行中作自身的更新操作,需要在设计固件程序时编写两个项目代码,第一个项目程序不执行正常的功能操作,而只是通过某种通信管道(如USB、USART)接收程序或数据,执行对第二部分代码的更新;第二个项目代码才是真正的功能代码。这两部分项目代码都同时烧录在User Flash中,当芯片上电后,首先是第一个项目代码开始运行,它作如下操作:

1)检查是否需要对第二部分代码进行更新
2)如果不需要更新则转到4)
3)执行更新操作
4)跳转到第二部分代码执行

     第一部分代码必须通过其它手段,如JTAG或ISP烧入;第二部分代码可以使用第一部分代码IAP功能烧入,也可以和第一部分代码一道烧入,以后需要程序更新是再通过第一部分IAP代码更新。

    对于STM32来说,因为它的中断向量表位于程序存储器的最低地址区,为了使第一部分代码能够正确地响应中断,通常会安排第一部分代码处于Flash的开始区域,而第二部分代码紧随其后。

    在第二部分代码开始执行时,首先需要把CPU的中断向量表映像到自己的向量表,然后再执行其他的操作。

   STM32 正常的程序运行流程:


    当加入 IAP 程序之后,程序运行流程:


    从第二个图,STM32 复位后,还是从 0X08000004 地址取出复位中断向量的地址,并跳转到复位中断服务程序,在运行完复位中断服务程序之后跳转到 IAP 的 main 函数,如图标号①所示,此部分同图 53.1.1 一样;在执行完 IAP 以后(即将新的 APP 代码写入 STM32的 FLASH,灰底部分。新程序的复位中断向量起始地址为 0X08000004+N+M),跳转至新写入程序的复位向量表,取出新程序的复位中断向量的地址,并跳转执行新程序的复位中断服务程序,随后跳转至新程序的 main 函数,如图标号②和③所示,同样 main 函数为一个死循环,并且注意到此时 STM32 的 FLASH,在不同位置上,共有两个中断向量表。

    在 main 函数执行过程中,如果 CPU 得到一个中断请求,PC 指针仍强制跳转到地址
0X08000004 中断向量表处,而不是新程序的中断向量表,如图标号④所示;程序再根据我们设置的中断向量表偏移量,跳转到对应中断源新的中断服务程序中,如图标号⑤所示;在执行完中断服务程序后,程序返回 main 函数继续运行,如图标号⑥所示。通过以上两个过程的分析,我们知道 IAP 程序必须满足两个要求:
1)  新程序必须在 IAP 程序之后的某个偏移量为 x 的地址开始;
2)  必须将新程序的中断向量表相应的移动,移动的偏移量为 x;




     如果IAP程序被破坏,产品必须返厂才能重新烧写程序,这是很麻烦并且非常耗费时间和金钱的。针对这样的需求,STM32在对Flash区域实行读保护的同时,自动地对用户Flash区的开始4页设置为写保护,这样可以有效地保证IAP程序(第一部分代码)区域不会被意外地破坏。