CN107203396A - 一种通过网络在线更新程序的工业控制板及其更新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过网络在线更新程序的工业控制板及其更新方法，包括网络控制芯片、主控芯片以及数据存储芯片，主控芯片分别与网络控制芯片、数据存储芯片电性连接，主控芯片内具有Boot运行模式以及应用程序运行模式，Boot运行模式下，主控芯片将写入来自计算机的更新的应用程序，应用程序运行模式下，主控芯片根据应用程序驱动外部设备运行,数据存储芯片用于保存运行模式数据，主控芯片根据运行模式数据决定主控芯片进入Boot运行模式或应用程序运行模式,本设计解决了以前需要专门的烧写或通讯转换装置，以及受物理距离限定无法远程操作更新工业控制板内应用程序的问题极大提高了易用性和效率，使得操作更方便。
Description
技术领域
本发明涉及计算机软件技术领域，特别是一种通过网络在线更新程序的工业控制板及其更新方法。
背景技术
现今的工业现场等生产建筑领域，需要采用各类设备进行自动化运作，其中，工业控制板作为各类设备的核心部分，起着至关重要的作用。
工业控制板中的主控芯片可采用DSP28335芯片，DSP28335芯片内置应用程序用于自动化控制，这些程序需要在使用前先烧写在DSP28335芯片内，然后工业控制板才能运行，同时在之后的运行中，可能也需要更新应用程序。
以往写入这些应用程序是通过使用仿真器的方式，通过专用仿真接口与DSP28335芯片建立连接，然后在CCS集成开发环境中操作更新程序。还有的方式是通过CAN总线或串口，向DSP更新程序。如果在工业现场使用仿真器方式烧写，需要专门的仿真器设备，并且需要将仿真器移动到设备旁边操作，非常不便。如果通过CAN总线或串口向DSP更新，也需要专门的通讯转换装置(比如USB转CAN、USB转串口等等)，且距离有限，同样不够方便。
同时以往通过网络更新应用程序的工业控制板内部芯片没有有效地配合，并且在更新方法上比较简单，使得应用程序在录入时容易出现错乱，影响之后的控制效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种通过网络在线准确更新程序的工业控制板及其更新方法。
本发明采用的技术方案是：
一种通过网络在线更新程序的工业控制板，包括网络控制芯片、主控芯片以及数据存储芯片，主控芯片分别与网络控制芯片、数据存储芯片电性连接，网络控制芯片用于使主控芯片与外部的计算机网络通讯连接，以使计算机能够将更新的应用程序写入主控芯片中；
主控芯片内具有Boot运行模式以及应用程序运行模式，Boot运行模式下，主控芯片将写入来自计算机的更新的应用程序，应用程序运行模式下，主控芯片根据应用程序驱动外部设备运行；
数据存储芯片用于保存运行模式数据，计算机改写运行模式数据，该主控芯片根据运行模式数据决定主控芯片进入Boot运行模式或应用程序运行模式。
所述主控芯片包括Boot程序存储区块以及应用程序存储区块，Boot程序存储区块保存有用于引导主控芯片在Boot运行模式下运作的Boot程序，并且将更新的应用程序保存在应用程序存储区块中。
所述数据存储芯片还保存有用于记录更新的应用程序成功写入主控芯片的标志数据。
一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，包括以下步骤(A)主控芯片初始化；
步骤(B)主控芯片读取数据存储芯片内的运行模式数据，判断运行模式，若为Boot运行模式，则进入步骤(C)，若为应用程序运行模式，则进入步骤(D)；
步骤(C)接收计算机传输的更新的应用程序并且写入主控芯片中；
步骤(E)将数据存储芯片内的Boot运行模式修改为应用程序运行模式；
步骤(F)重启主控芯片，返回步骤(A)；
步骤(D)主控芯片根据应用程序驱动外部设备运行。
所述步骤(B)与步骤(C)之间还包括步骤(C1)主控芯片读取数据存储芯片中的IP地址和/或MAC地址。
所述步骤(C1)与步骤(C)之间还包括
步骤(C2)复位并初始化网络控制芯片，开启网络服务；
步骤(C3)主控芯片检测是否与计算机构成网络连接，若否，则返回步骤(C2)，若是，则进入步骤(C)。
所述步骤(C3)与步骤(C)之间还包括步骤(C4)接收来自计算机的控制指令并且判断控制指令，控制指令包括写入更新的应用程序或转到应用程序运行模式或读取主控芯片中的应用程序，若控制指令为写入更新的应用程序，则进入步骤(C)，若控制指令为转到应用程序运行模式，则进入步骤(E)，若控制指令为读取主控芯片中的应用程序则进入步骤(C5)；
步骤(C5)主控芯片将应用程序发送到计算机，并且返回步骤(C3)或(C4)。
所述步骤(C)与步骤(E)之间还包括步骤(E2)向数据存储芯片内写入用于记录更新的应用程序成功写入应用程序存储区块的标志数据，并且进入步骤(E)或者步骤(C3)或者步骤(C4)。
所述步骤(C)与步骤(E2)之间还包括步骤(E1)判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(E2)，若否，则进入步骤(C3)。
所述步骤(B)与所述步骤(D)之间还包括步骤(D1)读取数据存储芯片内的标志数据，判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(D)，若否，则进入步骤(C1)。
本发明的有益效果：
本发明通过网络在线更新程序的工业控制板，通过网络控制芯片、主控芯片以及数据存储芯片的组合，计算机与主控芯片构成网络通讯连接，计算机改写数据存储芯片中的运行模式数据，以准确控制主控芯片的运行状态，计算机控制主控芯片进入Boot运行模式，并且向主控芯片输入更新的应用程序，主控芯片保存更新的应用程序，在保存成功后，计算机控制主控芯片进入应用程序运行模式，主控芯片在应用程序运行模式下，根据应用程序驱动外部设备运行，本设计解决了以前需要专门的烧写或通讯转换装置，以及受物理距离限定无法远程操作更新工业控制板内应用程序的问题极大提高了易用性和效率，使得操作更方便。
主控芯片内划分Boot程序存储区块以及应用程序存储区块，Boot程序以及应用程序分开区域存放，使得程序不易发生错乱，保证运行的稳定性。
更新应用程序后，在数据存储芯片中保存记录更新的应用程序成功写入主控芯片的标志数据，并且在主控芯片运行过程中可对标志数据进行查检，确定更新的应用程序正确无误地录入主控芯片中，保证主控芯片运行的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明工业控制板的原理图。
图2是本发明工业控制板Boot运行模式的示意流程图。
图3是本发明工业控制板应用程序运行模式的示意流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明通过网络在线更新程序的工业控制板，包括，网络控制芯片1、主控芯片2以及数据存储芯片3，主控芯片2分别与网络控制芯片1、数据存储芯片3电性连接，网络控制芯片1用于使主控芯片2与外部的计算机4网络通讯连接，以使计算机4能够将更新的应用程序写入主控芯片2中；
主控芯片2内具有Boot运行模式以及应用程序运行模式，Boot运行模式下，主控芯片2将写入来自计算机4的更新的应用程序，应用程序运行模式下，主控芯片2根据应用程序驱动外部设备运行；
数据存储芯片3用于保存运行模式数据，计算机4改写运行模式数据，该主控芯片2根据运行模式数据决定主控芯片2进入Boot运行模式或应用程序运行模式。
其中，主控芯片可以是DSP28335芯片，网络控制芯片可以是W5300芯片、数据存储芯片为FRAM存储芯片，DSP28335芯片与W5300芯片之间使用16位总线连接，DSP28335芯片与FRAM存储芯片之间使用I2C总线连接。
由W5300芯片控制网口通讯，工业控制板的网口接入计算机网络，与同样接入网络的计算机实现基于TCP/IP协议的网络互联，此处工业控制板可持续监听502、503、504等多个网络服务端口，实现冗余可用性，同时计算机客户端软件基于Modbus TCP协议向工业控制板发送命令和数据，兼容性强，可以与工业现场其他控制软件无缝集成，并可按照协议接口，实现DSP程序自动化批量更新，并且由TCP协议自带校验和软件计算校验两种方式，可以在之后对更新的应用程序的正确性做双重验证。
计算机可以是本地计算机或者远程计算机，本地计算机以及通过安全连接接入网络的远程计算机可使用同一区域网络，与控制芯片在同一网络内相互访问。
本设计通过网络控制芯片1、主控芯片2以及数据存储芯片3的组合，计算机4与主控芯片2构成网络通讯连接，计算机4改写数据存储芯片3中的运行模式数据，以准确控制主控芯片2的运行状态，计算机4控制主控芯片2进入Boot运行模式，并且向主控芯片2输入更新的应用程序，主控芯片2保存更新的应用程序，在保存成功后，计算机4控制主控芯片2进入应用程序运行模式，主控芯片2在应用程序运行模式下，根据应用程序驱动外部设备运行，本设计解决了以前需要专门的烧写或通讯转换装置，以及受物理距离限定无法远程操作更新工业控制板内应用程序的问题极大提高了易用性和效率，使得操作更方便。
主控芯片2包括Boot程序存储区块21以及应用程序存储区块22，Boot程序存储区块21保存有用于引导主控芯片2在Boot运行模式下运作的Boot程序，并且将更新的应用程序保存在应用程序存储区块22中，例如，在DSP28335芯片中，在Flash中进行定义，将1、2区作为Boot程序存储区块21，3、4、5、6、7、8区作为应用程序存储区块22。此处，将主控芯片2内划分Boot程序存储区块21以及应用程序存储区块22，Boot程序以及应用程序分开区域存放，使得程序不易发生错乱，保证运行的稳定性。
除此之外，数据存储芯片3还保存有用于记录更新的应用程序成功写入主控芯片2的标志数据，更新应用程序后，在数据存储芯片3中保存记录更新的应用程序成功写入主控芯片2的标志数据，并且在主控芯片2运行过程中可对标志数据进行查检，确定更新的应用程序正确无误地录入主控芯片中，保证主控芯片2运行的稳定性。
如图2、图3所示，而基于本设计的通过网络在线更新程序的工业控制板，其更新程序的方法为，包括以下步骤：
步骤(A)主控芯片初始化；
步骤(B)主控芯片读取数据存储芯片内的运行模式数据，判断运行模式，若为Boot运行模式，则进入步骤(C)，若为应用程序运行模式，则进入步骤(D)；
步骤(C)接收计算机传输的更新的应用程序并且写入主控芯片中；
步骤(E)将数据存储芯片内的Boot运行模式修改为应用程序运行模式；
步骤(F)重启主控芯片，返回步骤(A)；
步骤(D)主控芯片根据应用程序驱动外部设备运行。
其中，步骤(B)与步骤(C)之间还包括步骤(C1)主控芯片读取数据存储芯片中的IP地址和/或MAC地址，主控芯片读取IP地址和/或MAC地址，使得主控芯片能够准确接入计算机网络。
然后，步骤(C1)与步骤(C)之间还可以包括步骤(C2)复位并初始化网络控制芯片，开启网络服务；步骤(C3)主控芯片检测是否与计算机构成网络连接，若否，则返回步骤(C2)，若是，则进入步骤(C)。
再者，步骤(C3)与步骤(C)之间还包括步骤(C4)接收来自计算机的控制指令并且判断控制指令，控制指令包括写入更新的应用程序或转到应用程序运行模式或读取主控芯片中的应用程序，若控制指令为写入更新的应用程序，则进入步骤(C)，若控制指令为转到应用程序运行模式，则进入步骤(E)，若控制指令为读取主控芯片中的应用程序则进入步骤(C5)；
步骤(C5)主控芯片将应用程序发送到计算机，并且返回步骤(C3)或(C4)。
步骤(C)与步骤(E)之间还包括步骤(E2)向数据存储芯片内写入用于记录更新的应用程序成功写入应用程序存储区块的标志数据，并且进入步骤(E)或者步骤(C3)或者步骤(C4)，本设计在步骤(E2)后会返回到步骤(C3)检测是否与计算机构成网络连接，并且重新接收计算机传来的控制指令，此时控制指令一般为转到应用程序运行模式，则进入到步骤(C3)，也相当于，在步骤(C)接收计算机传输的更新的应用程序并且写入主控芯片后，最终会到达步骤(E)，使得工业控制板更新程序完毕，进入到应用程序运行模式。
步骤(C)与步骤(E2)之间还包括步骤(E1)判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(E2)，若否，则进入步骤(C3)，此处证明有部分更新的应用程序写入应用程序存储区块失败，因此维持在Boot运行模式，重新检测是否与计算机构成网络连接。
此处步骤(E1)与步骤(E2)中，如DSP28335芯片为例，3、4、5、6、7、8区每一个区完成写入应用程序均在数据存储芯片3中写入标志数据。
在步骤(E)后，步骤(F)重启主控芯片，返回步骤(A)，此时步骤(B)中检测到的是应用程序运行模式，则进入步骤(D)。
步骤(B)与所述步骤(D)之间还包括步骤(D1)读取数据存储芯片内的标志数据，判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(D)，若否，则进入步骤(C1)，确保更新程序成功写入主控芯片中，保证工业控制板运行的安全性。
而在步骤(D)中，初始化工业控制板，并且在应用程序运行模式下驱动外部设备运作，同时循环检测，运行步骤(D2)检查是否有计算机发来更新程序的命令，若否，则返回步骤(D)中循环检测，若是，则进入步骤(D3)将数据存储芯片内的应用程序运行模式修改为Boot运行模式，并且进入步骤(F)。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通过网络在线更新程序的工业控制板，其特征在于，包括：网络控制芯片(1)、主控芯片(2)以及数据存储芯片(3)，主控芯片(2)分别与网络控制芯片(1)、数据存储芯片(3)电性连接，网络控制芯片(1)用于使主控芯片(2)与外部的计算机(4)网络通讯连接，以使计算机(4)能够将更新的应用程序写入主控芯片(2)中；主控芯片(2)内具有Boot运行模式以及应用程序运行模式，Boot运行模式下，主控芯片(2)将写入来自计算机(4)的更新的应用程序，应用程序运行模式下，主控芯片(2)根据应用程序驱动外部设备运行；
数据存储芯片(3)用于保存运行模式数据，计算机(4)改写运行模式数据，该主控芯片(2)根据运行模式数据决定主控芯片(2)进入Boot运行模式或应用程序运行模式。
2.根据权利要求1所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板，其特征在于：所述主控芯片(2)包括Boot程序存储区块(21)以及应用程序存储区块(22)，Boot程序存储区块(21)保存有用于引导主控芯片(2)在Boot运行模式下运作的Boot程序，并且将更新的应用程序保存在应用程序存储区块(22)中。
3.根据权利要求1所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板，其特征在于：所述数据存储芯片(3)还保存有用于记录更新的应用程序成功写入主控芯片(2)的标志数据。
4.一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：包括以下步骤(A)主控芯片初始化；
步骤(B)主控芯片读取数据存储芯片内的运行模式数据，判断运行模式，若为Boot运行模式，则进入步骤(C)，若为应用程序运行模式，则进入步骤(D)；
步骤(C)接收计算机传输的更新的应用程序并且写入主控芯片中；
步骤(E)将数据存储芯片内的Boot运行模式修改为应用程序运行模式；
步骤(F)重启主控芯片，返回步骤(A)；
步骤(D)主控芯片根据应用程序驱动外部设备运行。
5.根据权利要求4所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板，其特征在于：所述步骤(B)与步骤(C)之间还包括步骤(C1)主控芯片读取数据存储芯片中的IP地址和/或MAC地址。
6.根据权利要求5所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：所述步骤(C1)与步骤(C)之间还包括步骤(C2)复位并初始化网络控制芯片，开启网络服务；
步骤(C3)主控芯片检测是否与计算机构成网络连接，若否，则返回步骤(C2)，若是，则进入步骤(C)。
7.根据权利要求6所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：所述步骤(C3)与步骤(C)之间还包括步骤(C4)接收来自计算机的控制指令并且判断控制指令，控制指令包括写入更新的应用程序或转到应用程序运行模式或读取主控芯片中的应用程序，若控制指令为写入更新的应用程序，则进入步骤(C)，若控制指令为转到应用程序运行模式，则进入步骤(E)，若控制指令为读取主控芯片中的应用程序则进入步骤(C5)；
步骤(C5)主控芯片将应用程序发送到计算机，并且返回步骤(C3)或(C4)。
8.根据权利要求7所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：所述步骤(C)与步骤(E)之间还包括步骤(E2)向数据存储芯片内写入用于记录更新的应用程序成功写入应用程序存储区块的标志数据，并且进入步骤(E)或者步骤(C3)或者步骤(C4)。
9.根据权利要求8所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：所述步骤(C)与步骤(E2)之间还包括步骤(E1)判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(E2)，若否，则进入步骤(C3)。
10.根据权利要求9所述的一种通过网络在线更新程序的工业控制板的更新方法，其特征在于：所述步骤(B)与所述步骤(D)之间还包括步骤(D1)读取数据存储芯片内的标志数据，判断更新的应用程序是否成功写入应用程序存储区块，若是，则进入步骤(D)，若否，则进入步骤(C1)。
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