I2C ISSP方式

　　PSoC是賽普拉斯半導(dǎo)體生產(chǎn)的一種基于MCU的可編程片上系統(tǒng)，它集成了大量的可重新配置的數(shù)字/模擬模塊來完成用戶訂制的數(shù)字/模擬功能。

　　PSoC器件可以基于I2C協(xié)議實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中串行編程（ISSP），Power-On模式下通過SDA/SCL和VDD/GND就能夠編程整個代碼空間，Reset模式下則是使用SDA/SCL和XRES/GND編程。在很多PSoC CapSense觸摸按鍵應(yīng)用中，如果改變了機(jī)械布局因而需要重新定義按鍵引腳，或者需要賦予新的按鍵觸發(fā)行為，主機(jī)端通過集成ISSP協(xié)議，可以在需要的時(shí)候下載新的.hex代碼到PSoC端，實(shí)現(xiàn)代碼的現(xiàn)場快速升級。

　　圖1是ISSP編程流程圖，首先使PSoC進(jìn)入編程模式，校驗(yàn)其內(nèi)部的Solicon ID，保證是對正確的PSoC編程，對PSoC內(nèi)部的Flash塊（64字節(jié)）逐一擦除/編程，并讀出Flash內(nèi)容進(jìn)行比較；ISSP隨后編程用戶自定義的Flash塊保護(hù)模式，每個Flash塊可以被指定為W - 寫保護(hù) / R - 讀保護(hù) / U - 不保護(hù) / F - 工廠更新；最后，每個Flash塊的校驗(yàn)和被讀出并計(jì)算出全部Flash空間的總校驗(yàn)和，如果與.hex文件中的總校驗(yàn)和一致，代碼已經(jīng)被成功升級。

　　I2C Bootloader方式

　　用戶也可以使用標(biāo)準(zhǔn)的I2C系統(tǒng)接口，通過I2C Bootloader（I2C引導(dǎo)加載器）方式更新PSoC器件內(nèi)的用戶代碼。從圖2可以看出，整個Flash空間由紅色的不可編程的Bootloader區(qū)（包括中斷向量、重啟動向量和Bootloader代碼），灰色的可以現(xiàn)場編程的用戶應(yīng)用程序區(qū)（包括應(yīng)用程序中斷向量、Relocatable起始地址、用戶代碼和Bootloader API），以及黃色的Bootloader校驗(yàn)和區(qū)組成。PSoC復(fù)位時(shí)，Bootloader接管程序控制權(quán)，它會計(jì)算和校驗(yàn)用戶代碼的校驗(yàn)和，僅當(dāng)匹配時(shí)才轉(zhuǎn)到用戶代碼的首地址，開始運(yùn)行用戶代碼。與ISSP方式不同，I2C Bootloader方式僅更新可以現(xiàn)場編程的用戶代碼區(qū)，F(xiàn)lash空間的其他區(qū)用于此方式的控制和校驗(yàn)。

　　I2C Bootloader方式在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)分三種命令格式，F(xiàn)F38是進(jìn)入Bootloader命令，F(xiàn)F39是寫Flash塊命令，F(xiàn)F3B是退出Bootloader命令。圖3是I2C Bootloader方式傳輸?shù)念^部下載數(shù)據(jù)，圖4則是成功下載的最后數(shù)據(jù)。

　　Bootloader方式工作時(shí)，需要更新的PSoC器件做為一個I2C Slave。圖3中，第一行數(shù)據(jù)傳輸將進(jìn)入Bootloader方式，它由0x70 - Slave 7bit地址0x38的寫地址，需要忽略的兩個前綴字節(jié)380a (Slave 7bit地址和后續(xù)字節(jié)長度)，F(xiàn)F38命令和8個字節(jié)的Bootloader key組成。所有的Bootloader命令都必須包含正確的Bootloader key，否則將被Slave器件忽略。第二行由71 - Slave 7bit地址0x38的讀地址和狀態(tài)響應(yīng)字節(jié)0x20組成，狀態(tài)響應(yīng)字節(jié)的其他值標(biāo)識各種出錯狀態(tài) - 02/Image verify error, 04/Flash checksum error, 08/Flash protection error, 10/Comm checksum error, 40/Invalid bootloader key, 80/Invalid command error.

　　寫Flash塊命令傳輸了絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)量，除了最后一個塊以外，其他都有相同的格式。圖3中，寫Flash塊命令包含0x70, 需要忽略的兩個前綴字節(jié)3810 (Slave 7bit地址和后續(xù)字節(jié)長度)，F(xiàn)F39命令, Bootloader key，F(xiàn)lash塊的塊號，64字節(jié)數(shù)據(jù)，0x18 - 64字節(jié)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和，0x86 - 此傳輸78字節(jié)的校驗(yàn)和（包括FF, 39, Bootloader key, 塊號, 64字節(jié)數(shù)據(jù), 0x18）。僅在以上數(shù)據(jù)傳輸完后需要傳輸讀地址0x71，并讀出正確的狀態(tài)響應(yīng)字節(jié)0x20.

　　寫Flash最后塊命令包含了一些特殊信息，參見圖4，(0d, d4) 是隨后直到(85, f4)的字節(jié)校驗(yàn)和，(08，80)是圖2灰色用戶代碼區(qū)中可重定位中斷矢量表的地址，(12，00)是圖2灰色用戶代碼區(qū)中用戶代碼空間的開始地址，(3f，80)則是用戶代碼結(jié)束塊的地址，(00，b7)是用戶代碼占用的塊數(shù)量，(85，f4)是Bootloader計(jì)算的用戶代碼檢驗(yàn)和，0xb5是以上64字節(jié)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和，0xbd是此傳輸78字節(jié)的校驗(yàn)和。

　　通過PSoC Designer的用戶模塊實(shí)現(xiàn)I2C Bootloader方式 　　

PSoC Designer是功能全面的基于圖形用戶接口(GUI)的PSoC軟件開發(fā)環(huán)境，它的用戶模塊可通過配置PSoC器件內(nèi)部資源創(chuàng)建Timer、PWM、ADC/DAC，I2C等多種有用功能。一個用戶模塊包括硬件配置數(shù)據(jù)、啟動代碼、中斷服務(wù)例程(可選)以及應(yīng)用編程接口(API)，這些API可對用戶模塊的各個方面進(jìn)行即時(shí)控制。用戶使用PSoC Designer中的BootLdrI2C用戶模塊可以很方便的實(shí)現(xiàn)啟動時(shí)的引導(dǎo)載入(Bootloader)。

　　用戶先在項(xiàng)目中添加BootLdrI2C用戶模塊，然后選擇“I2C for Bootloader Only”或“Full I2C API Support with Bootloader”；之后設(shè)置圖五中的用戶模塊參數(shù)，這些參數(shù)定義了I2C的引腳和通信速率，Bootloader的I2C地址，用于其他I2C操作的地址，以及圖2中各個存儲區(qū)的參數(shù)。用戶隨后可以通過圖6提供的“Boot Loader Tools”設(shè)置中斷向量和重啟動向量，編譯項(xiàng)目后生成應(yīng)用程序校驗(yàn)和，以及從hex 項(xiàng)目輸出文件中生成一個可以升級PSoC器件的dld 下載文件。

　　其它需要設(shè)置的包括在菜單Project -> Settings -> Linker中，設(shè)置Relocatable起始地址，在flashsecurity.txt中指定Flash塊的訪問屬性——可以現(xiàn)場編程的區(qū)域需要設(shè)置為可寫操作。

　　在PSoC器件上加入I2C Bootloader功能后，我們還可以通過Cypress提供的I2C-USB Bridge工具通過PC下載更新代碼到PSoC器件來驗(yàn)證以上設(shè)計(jì)。