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51的江湖 | 牵手软件部门,林助理彻底明白了IAP和ISP的区别

2015/08/22
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虽然在安心那里得到了肯定的答复,但具体协议及相关内容的修改,必须与软件部的工程师进行交流,只有在确认无误之后,才能增加相关通信指令以及指令对应的数据内容。


这是她第二次与软件部工程师的合作,本次的合作伙伴是软件部的副经理---洪流,目前他的主要任务是网络版客户端软件的维护,同时也正在参与目前事业部进行中的项目—基于网络架构的终端设备在线升级,负责客户端程序的编写。


说明来意之后,华容直奔主题,洪流接过文件之后,快速的浏览,平静地问道:“你确定只增加三条指令就可以吗?”


“是的,增加三条就可以,分别对应升级开始、升级数据传输和升级结束,在指令的发送和接收方面,使用原来的HEX格式的协议结构。”华容小心翼翼地回答,态度是格外的肯定。


“协议没有问题,只要你的指令不冲突,那么通信没有问题,你把升级的文件给我就可以。”


这是华容在接收烟草局项目以来,听到的最简洁、最有效的答复。


“好的,那么工期需要多久?”


“你提前半天通知我就可以。”依旧是干脆、利落的答复。


走访了两个部门,疑惑一一排除,方案随之确定下来,接下要做的就是网卡程序的改写和MCU程序的编写和调试。


这样的通信协议下,网卡程序的改写非常简单,只不过是增加三条指令的解析和验证,指令来自于PC端。在ISP_Line默认打开文件的路径和名称,然后添加一个按钮,对应的代码是打开文件,并将文件拆分为若干个数据包,然后逐个数据包发送和接收应答。通信的过程与原来的方式是完全相同:升级开始依次发送升级数据升级结束。

 

在MCU的程序编写方面,难度也不大,考虑到安心所说的“不稳定”的问题,在ISP与IAP的状态切换方面,特别细化了状态的描述,状态转换过程定义为4个状态:


状态1:IAP ISP,接收到程序升级指令后,从正常的运行状态,切换到ISP状态,准备进行升级;
状态2:升级中,从接收到第一个升级字节数据开始,直到最后一个字节接收,MCU均维持此状态,如果在升级过程中出现异常终止,那么在下一次复位后,可以根据此状态的判断,直接进入状态1,防止程序“跑飞”。
状态3:升级成功,用于对状态2结果的提示,提示用户,当前程序升级完毕。
状态4:ISP  IAP,升级完毕后,将状态标记为此状态,复位后,将直接运行IAP程序。


方案已定,华容着手对软硬件程序的编写和调试,在进行数次的修改之后,伴随着对ISP_Line的功能完善,经历了山重水复,终于获得了柳暗花明,网络版的在线升级功能调试成功。


经过了初步的调试和验证,华容将程序交给了助手林鸿阳,安排他进行多机验证,每个网卡同时进行12台PDA的升级,测试升级的稳定性和成功率。


下班前的半个小时,林鸿阳准时出现在华容的办公桌前,递上了测试报告,与以往不同的是,这次是神情有些沮丧。


“测试出了问题?”这是华容的第一反应,说着,接过了测试报告,快速地浏览,但是报告的结果显示的是升级成功,程序运行正常。


“测试正常,你这是什么表情啊?”华容抬起头,有些不解,带着微笑问道。


“没什么,就是……就是……”,林鸿阳欲言又止。


“别紧张,坐下来,慢慢说”,华容示意他做到自己的对面,然后原地转身,把测试报告放在中间,继续探询:“你遇到了问题,是吧?不会是受人欺负了吧?”带着一点儿调侃的语气。


“没有,大家对我挺好的,是我自己的问题。”低着头,搓着手,低声回答。


“认错到时很积极,说说吧,怎么回事?”


“测试的内容越多,我发现自己懂得越少。”


“呵,就因为这个?这个感觉太正常了!”华容笑了,放下手中的笔,身子靠在椅子了,换了一个舒服的姿势。

 


“这个项目难度很大,尤其是你测试的部分,别说是你,事业部的工程师也没有几个能搞懂的。”


“真的?不是安慰我?”终于抬起头,眼睛里放出了一丝亮光。


“当然是真的,别急,我猜一下,你一定被升级程序的原理搞晕了。”


“嗯呢,是的。”林鸿阳点头承认,“在生产部工作将近一个月了,所有的升级,都是用起拔器将芯片取下来,然后在编程器上烧写,完事了再安回去,再开机的时候,程序就可以运行了。同样的设备,为什么这次需要两个步骤,第一次烧完程序的方法和以前一样,但设备无法正常运行,需要再下载一次。但是第二次下载不需要编程器了,只用你写的软件就可以了,而且可以进行无数次的升级。这种方法对于以后的升级来说,非常方便,并且一次可以下载多台,效率很高的。单片机我也接触过,这种方式还是第一次,但原理是什么,怎么也想不明白。我问过柳姐,她也不知道。”


显然,刚才的一席话,打消了林鸿阳的顾虑,一下子放开了,滔滔不绝说出了事情的缘由。


“是啊,连柳姐都不知道,你还担心什么呀?”


“啊,也对,刚才没转过来。”说着,嘴角扬起笑容,用手挠挠了头发。


“想知道吗?” 华容明显是打趣儿,但收敛了刚才的嬉笑,并将自己的将椅子向前拉了一下,把姿势调整为正坐。


“当然想!”


“这样,先介绍两个名词:ISP和IAP”,边说边在纸上画了一个瘦长的矩形,在顶部偏上方画了一条分割线,上部分标记为ISP,下部分标记为IAP,然后一边指着图,一边介绍这两个概念:

ISP (In-System Programming) ,指的是“在系统编程”。


意思是在目标板上直接完成MCU程序的烧写,不用取出来,这种情况下,要求在设计目标板的时候,必须将接口电路设计在上面,所以叫“在系统编程”,也就是不用脱离系统的意思;但是如果目标板上没有保留这种接口,那么就需要采用第二种方法,也就是常用的方法,借助编程器将程序代码烧入到MCU中,这种方法,需要将芯片从目标板上取下来,烧写完毕后,在放回去。

 


IAP(In-Application Programming),指的是“应用中编程”。


有些芯片本身或通过外围的芯片,可以通过一系列操作将执行程序的代码写入,比如现在用的STC89C58RD+,就是一款支持IAP的单片机,在存储区中划分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,在引导程序下将待执行的程序内容下载到下载区,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。


两者的差别在于应用场合的不同:
前者的程序升级需要到现场解决,设计得好,可以不必拆机器了,否则,需要拆机才能完成。


后者,非常适合网络下的升级,如果有网管系统的话,那么用网管下载一切搞定,人不用跑来跑去,更不必拆机了,因此效率是很高的。


说完抬头看来一下对方,一副似懂非懂的面孔,迟疑了一下,换了一种方法解释:
“说说看,给你的两个程序,哪个是引导区的程序,哪个是应用程序?”有些时候,提问比讲解的效果更好。


“我想想,引导区应该是第一个程序吧”。


“没错,这个引导区的程序,由于不包含应用程序的代码,所以下载后设备不能正常运行,但可以通过它来完成应用程序的下载,也就是给你的第二个程序。”


“道理明白了,但还是不能完全理解。”


“好吧,换个话题聊聊,你一定在PC上安装过WINDOWS系统吧。”华容转移了话题。


“安装过,但是安装操作系统,与IAP有关系吗?”


“如果没有BIOS,可以安装操作系统吗?”没有直接回答问题,而是继续跑题。


“不可以的。”


“第二个问题,安装后的操作系统,放在哪里?”


“硬盘上。”


“没错,来,你看一下他们之间的对应关系。”在刚才的问答之间,华容用笔记录做了记录,在矩形图的旁边,增加了新的注释:BIOS和WIN,用箭头将引导区和BIOS连在一起,将IAP和WIN连在一起,把注释完毕的图,调转了一下方向,推到了林鸿阳的面前。然后,双手交叉,目光盯着对方。


林鸿阳咬着下唇,仔细端详着图,突然有所悟,腾的一下,几乎是从座位上跳起来的,兴奋地说:“我懂了”。


华容看在眼里,喜在心里,但脸上却是静如止水,“说说看,懂什么了?”。


“引导区的程序,相当于BIOS的功能,虽然功能比较简单,但是通过它可以完成IAP的程序的下载,就像通过BIOS完成WIN程序的安装一样,只要BIOS没有问题,那么可以无限次的安装各种版本的WIN。”


“没错,就是这么回事!”,华容鼓掌,“ISP的优势你已经领教了吧,只要待升级的程序发给你,那么只要有网卡的地方,任何人都可以对设备进行升级,即使遇到问题,只要硬件电路没有问,电话也可以搞定的,再也不必跑现场了。”


“哈哈哈,是的”,林鸿阳笑了,华容笑了,笑得如正午的阳光一样灿烂。

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本系列为付丽华老师原创故事《51的江湖》连载,故事中有职场,故事中还有技术,最真实的项目案例与大家一起探讨。每周一期,更多内容请查看:

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1996毕业于华东理工大学自控系,同年7月进入某大型国企担任电气员。2000年转行从事硬件研发相关工作;后从事RFID相关产品的研发、设计,曾参与中国自动识别协会RFID行业标准的起草;历任硬件工程师、主管设计师、项目经理、部门经理;2012年至今,就职于沈阳工学院,担任电子信息工程专业教师,研究方向:自动识别技术。已经出版教材《自动识别技术概论》,职场故事《51的蜕变 》。