基于CPLD实现嵌入式软件bootrom自动备份及切换功能的方法介绍 嵌入式技术技术文章

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嵌入式技术相关技术文章基于CPLD实现嵌入式软件bootrom自动备份及切换功能的方法介绍

引言

随着物联网概念的兴起，嵌入式系统在社会各个领域的应用越来越广泛。由于产品应用的场合越来越复杂，对于嵌入式产品开发就提出了新的要求，其中最明显的表现就是嵌入式系统软件的维护变得日益重要。嵌入式系统投入实际环境中运行后，一部分在软件开发过程中无法充分测试的错误便会暴露出来；在嵌入式系统的运行期内，用户也往往会对嵌入式软件提出新的功能要求和性能要求。因此，嵌入式软件的更新逐渐成为嵌入式系统实际应用的一个重要问题。在嵌入式系统安装数量较多，或安装位置不方便的情况下，采用人工更新方式会花费较大的人力和物力。这时候就需要实现软件的远程自动更新，通过在系统中设计一个有线或无线的通信接口，在异地采用远程通信的方式实现嵌入式软件的自动更新。

实现自动更新能有效地降低嵌入式软件的更新和维护成本，因此得到了广泛的应用。但是，在实际的应用过程中也发现了一些问题。由于更新过程中发生的一些异常操作（比如突然断电、更新数据传输错误等），会导致产品软件损坏，用户无法维修，必须发回产品生产厂家进行维修，这给产品使用造成了很大的不便。

分析这种问题发生的原因，当采用嵌入式Linux、Windows CE等较为复杂的操作系统时，一般设计一个独立的bootrom程序，对系统进行初始化并引导嵌入式操作系统。而系统的更新仅仅考虑备份了应用层程序或是嵌入式操作系统，没有对bootrom进行备份，所以当升级boot rom出现异常后，系统将无法再次启动。同时，由于bootrom的加载必须通过烧片机或专用JTAG仿真器进行，而这些工具一般无法在现场使用，用户也不具备这种条件，因此必须返回厂家进行维修。本文针对这种问题，提出一种bootrom自动备份及切换技术，当系统更新出错后，产品能自动切换从备份bootrom启动，启动后再恢复已写坏的主bootrom。

1 系统设计

1．1 设计思想

对于嵌入式系统，基于ARM、Power PC或MIPS架构，以及基于Linux、VxWorks等操作系统，其启动原理都是一样的。首先，系统上电后复位电路复位整个系统；在复位过程中，CPU读取外部配置（这个配置一般由CPU引脚通过上下拉电阻确定）；复位结束后，CPU根据配置从相应的外部程序存储器的特定地址读取bootrom代码，大多数嵌入式系统一般采用的是NOR Flash，也有部分采用NAND Flash或CF卡等存储器；然后执行bootrom代码，初始化CPU各个部分，最后引导操作系统及应用软件启动。