Silicon Labs(亦称芯科科技)在全系列EFM8 8位MCU出厂时预置带I2C、UART或USB等多种方式下载功能的Bootloader进行程序更新,并提供源代码方便用户进行定制Bootloader,这对于广大的光模块研发工程师来说,无疑是注入了一支兴奋剂。

 

什么是Bootloader

Bootloader顾名思义,即具有Boot引导系统和Loader更新系统功能,其功能类似计算机的BIOS,是MCU上电后执行的第一段代码,它完成CPU和相关硬件的初始化后,判断系统此时应进入Boot模式还是Loader模块。在Boot模式下,MCU会跳转到用户代码处执行用户程序;在Loader模式下,MCU接收I2C、UART或USB等方式传输的数据,覆盖用户程序代码区,更新程序代码。

通过预置Bootloader,用户可以不使用调试接口和工具,直接在通讯接口上进行程序的更新和升级,极大地方便用户更新产品程序。

 

光模块为何需要内置I2C Bootloader

一直以来,Bootloader由于硬件限制,只限于在性能和存储容量大的32位嵌入式系统上使用,作为引导操作系统的功能。随着现代电子产品对体积、功能、应用和调试等多方面的需求,8位MCU上也开始出现Bootloader需求,光模块在这方面体现得尤其强烈。

光模块的作用就是光电转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。光模块的体积非常小,对硬件工程师布线是一个很大的考验,很多工程师为预留程序下载接口绞尽脑汁。由于光模块普遍采用I2C Slave接收数据,因此内置I2C Bootloader进行程序更新,可以极大地方便硬件工程师进行设计,同时方便客户批量生产。

 

EFM8I2C Bootloader实现

Silicon Labs的8位MCU由于体积小、功耗低、外围器件少、性能稳定,受到广大光模块厂家的青睐,其C8051F33X、C8051F39X和C8051F85X等系列的8位MCU在光模块领域普遍使用。今年,Silicon Labs继续发力,针对光模块市场推出EFM8BB系列的低成本和EFM8LB系列的高性能MCU,并在EFM8全系产品中加入Bootloader。

计算机通过USB或串口通过EFM8进行程序更新的原理如图1所示:

 

图1: EFM8的USB和串口下载

 

计算机上的下载软件首先将下位机上执行的固件HEX文件转换为二进制的记录文件,然后将文件内容拆分成多个数据包,分次传给EFM8 Bootloader,EFM8收到数据后解包,更新用户程序区代码。

由于计算机没有I2C接口,因此EFM8的I2C下载需要增加MCU进行UART到I2C协议转换,如图2所示:

 

图2 :EFM8的I2C下载

 

目前UART到I2C协议转换,Silicon Labs提供基于C8051F37X和C8051F39X的全套源代码,客户也可以轻松地移植到其它平台上。

EFM8内置的Bootloader位于其代码安全页上,确保Bootloader在Flash页被锁定的情况下仍然正确更新程序,同时,如果客户不需要Bootloader,也可以用下载器擦除释放Flash空间。

综上所述,Silicon Labs充分考虑光模块的需求,适时在EFM8上增加I2C下载功能,同时继续保持其业界体积小、功耗低的优势,无疑会增加产品竞争力,使其继续保持光模块市场份额领先地位。

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