CN108459885A - 一种资源分散加载的方法及其单片机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单片机技术领域，具体涉及一种对资源分散加载的方法及其单片机，其包括：添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器耦合连接；根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；修改所述应用程序片段的链接文件；对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中；本发明将应用程序片段划分为两类，并分别将其存储于片上程序存储器中和于外挂程序存储器中；使程序的运行速度不受影响的同时，确保能运行大型的程序。

Description

一种资源分散加载的方法及其单片机

技术领域

本申请涉及单片机技术领域，具体涉及一种资源分散加载的方法以及一种单片机。

背景技术

单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、存储器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。虽然单片机价格便宜，但其自身结构又具有一个缺点，就是其自身的片上程序存储器空间相对较小。这就制约了单片机可执行的程序不能写得很大，许多功能往往无法在单片机平台上实现。

为了解决上述问题，在现有技术中有两种解决方案，方案一为：把可执行程序拆分成多个包，并将其全部都保存在外挂的存储器里，每次只有片上程序存储器上运行其中的一个程序包，这也能达到运行大程序的目的；方案二为：把整个程序运行在外挂程序存储器上。但在上述两种方案中，具有其各自的技术缺点，在方案一中，由于其每运行一个新的程序包，都要先烧录到片上程序存储器，再运行，其烧录时间较长，大大影响产品的质量及用户体验；并且片上程序存储器的可烧录次数是有限，过度的烧录将影响到单片机的寿命；而在方案二中，由于受到总线的限制，其程序运行速度将被极大地降低，并且由于单片机的主频本来就普遍不高，所以，该方案的实用性不高。

发明内容

为解决现有技术中程序加载时间长、运行效率低的缺陷，本申请提供了一种资源分散加载方法以及单片机。

本申请的目的是通过以下技术方案来实现的：

本申请提供了一种资源分散加载的方法，应用于单片机，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，所述方法包括：

添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器耦合连接；

根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；

修改所述应用程序片段的链接文件；

对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。

在本申请中，所述根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中，具体包括：

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器的地址信息的地址，则将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器中，若所述地址信息为片上程序存储器的地址，则将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器中。

在本申请中，所述添加通讯总线，具体包括：

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改；

在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。

在本申请中，在所述对所述应用程序的数据进行加载之前，所述方法还包括：

判断是否接收到由控制终端通过数据线发送的所述应用程序的数据；

若是，则对所述应用程序的数据进行加载。

在本申请中，所述方法还包括：

若未接收到所述应用程序数据，则判断是否接收到控制终端通过数据线传输的结束信号；

若接收到结束信号，则断开与所述控制终端之间的连接，若未接收到结束信号，则重新判断是否接收到所述应用程序的数据。

在本申请中，在所述修改所述应用程序片段的链接文件之后，所述方法还包括：

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。

本申请提供了一种单片机，所述单片机包括处理器、片上程序存储器，所述片上程序存储器存储有可执行的资源分散加载程序代码，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，所述处理器调用所述可执行的资源分散加载程序代码，执行如下步骤：

添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器耦合连接；

根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；

修改所述应用程序片段的链接文件；

对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。

在本申请中，所述处理器执行所述根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中，具体方式为：

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器的地址信息的地址，则将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器中，若所述地址信息为片上程序存储器的地址，则将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器中。

在本申请中，所述处理器执行所述添加通讯总线的具体方式为：

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改；

在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。

在本申请中，在所述修改所述应用程序片段的链接文件之后，所述处理器还执行如下步骤：

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。

本申请将单片机中的资源划分为两类，并分别将其存储于片上程序存储器中和于外挂程序存储器中；使应用程序的运行速度不受影响的同时，确保能运行大型的程序。

附图说明

为了易于说明，本申请由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明实施例中资源分散加载方法的工作流程示意图；

图2为本发明实施例中的另一种资源分散加载方法的工作流程示意图；

图3为本发明实施例中加载应用程序片段的工作流程示意图；

图4为本发明实施例中单片机的逻辑结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面以一个实施例对本发明的一种资源分散加载的方法进行具体描述，应用于单片机，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，请参阅图1，其包括：

S101.添加通讯总线

在单片机中添加上通讯总线，所述通讯总线与外挂程序存储器耦合连接。由于在单片机内存中所运行的Flash loader程序会把接收到的数据加载在片山程序存储器上，原来的Flash loader程序只能通过单片机的内部总线访问片上程序存储器，所以说单片机自身就可以将应用程序加载到片上程序存储器了，而在本实施例在单片机上加入了通讯总线，该通信总线可以访问外挂程序存储器，从而可将应用程序加载至外挂程序存储器中。可选的，该通信总线为FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)总线。在本实施例中，该单片机可以为STM32单片机；FSMC是STM32系列采用的一种新型的存储器扩展技术。在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。

S102.将应用程序中的应用程序片段划分为两类

根据应用程序片段的不同属性进行划分，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息，所述应用程序片段包括：对时序要求高的片段和对时序要求低的片段；

S103.对应用程序的链接文件进行修改

修改应用程序片段的链接文件，将对时序要求低的片段链接文件中的默认地址信息修改为外挂程序存储器的地址信息，而对对时序要求高的片段中的默认地址信息则保持不变，所述默认地址信息为片上程序存储器的地址信息；其中，在应用程序编译的过程中，开发者将该应用程序中的程序驱动部分定义为对时序要求高的片段，将程序中的程序应用部分定义为对时序要求低的片段。

S104.根据地址信息加载应用程序片段

在单片机添加通讯总线与对程序的链接文件进行修改完成后，所述单片机对所述程序的数据进行加载，并读取所述程序中每段程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。若从程序片段中读取到的是片上程序存储器的地址信息，则将该程序片段存储于片上程序存储器中，若从程序片段中读取到的是外挂程序存储器的地址信息，则将该程序片段存储于外挂程序存储器中；从而实现对程序中的驱动部分与应用部分进行分离，驱动部分直接在片上程序存储器中进行运行，其对程序的时序影响较小；而应用部分则在外挂程序存储器中进行运行，由于外挂程序存储器的容量限制性较小，故其能满足对大型程序的存储要求。

下面以另一个实施例对本发明的一种资源分散加载的方法进行具体描述，应用于单片机，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，请参阅图2，其包括：

S201.添加通讯总线。

通过数据线将控制终端与所述单片机相连接，所述控制终端包括：个人电脑或智能终端等设备，通过JTAG(Joint Test Action Group)数据线连接单片机与控制终端，在本实施例中，该单片机STM32单片机；

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改，在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。其对配置信息进行修改具体包括：对传输速率进行配置、在配置信息中加入FSMC总线的信息等，该FSMC总线用于访问外挂程序存储器。

S202.将应用程序中的应用程序片段划分为两类。

控制终端应用程序转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件，故并从hex格式的可执行文件识别出每段应用程序片段对时序要求的高低；根据应用程序片段的不同属性进行划分，将所述应用程序中的所有应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息，所述应用程序片段包括：对时序要求高的片段和对时序要求低的片段；

S203.对应用程序的链接文件进行修改。

将对时序要求低的片段中的默认地址信息修改为外挂程序存储器的地址信息，而对对时序要求高的片段中的默认地址信息则保持不变，所述默认地址信息为片上程序存储器的地址信息；其中，在应用程序编译的过程中，开发者将该应用程序中的程序驱动部分定义为对时序要求高的片段，将程序中的程序应用部分定义为对时序要求低的片段。

S204.将应用程序片段转换为hex格式文件。

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。

S205.判断是否接收到应用程序的数据。

判断是否接收到由控制终端通过数据线发送的所述应用程序的数据；若是，则进行步骤S208.根据地址信息加载应用程序片段。

S206.判断是否接收到结束信号。

若没有接收到应用程序的数据，则单片机判断是否接收到控制终端所发送的结束信号，若接收到结束信号，则进行步骤S207.断开与所述控制终端之间的连接，若没接收到结束信号，则重新进行步骤S205.判断是否接收到应用程序的数据。

S207.断开与所述控制终端之间的连接

若接收到结束信号，则断开与所述控制终端之间的连接。

S208.根据地址信息加载应用程序片段

请参阅图3，该步骤S208.根据地址信息加载应用程序片段具体包括：

S2081.读取每段应用程序片段中的地址信息。

在单片机添加通讯总线与对应用程序的链接文件进行修改完成后，所述单片机对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息。

S2082.识别所述地址信息

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器的地址信息的地址，则进行步骤S2083.将应用程序片段加载至外挂程序存储器中；若所述地址信息为片上程序存储器的地址，则进行步骤S2084.将应用程序片段加载至片上程序存储器中。

S2083.将应用程序片段加载至外挂程序存储器中。

将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器中。

S2084.将应用程序片段加载至片上程序存储器中。

将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器中。

若从应用程序片段中读取到的是片上程序存储器的地址信息，则将该应用程序片段存储于片上程序存储器中，若从应用程序片段中读取到的是外挂程序存储器的地址信息，则将该应用程序片段存储于外挂程序存储器中；从而实现对应用程序中的驱动部分与应用部分进行分离，驱动部分直接在片上程序存储器中进行运行，其对应用程序的时序影响较小；而应用部分则在外挂程序存储器中进行运行，由于外挂程序存储器的容量限制性较小，故其能满足对大型应用程序的存储要求。

下面以一个实施例对本发明的一种单片机进行描述，请参看图4，所述单片机包括：

处理器301、片上程序存储器302，所述片上程序存储器302存储有可执行的资源分散加载程序代码，所述单片机与外挂程序存储器303物理连接，所述处理器301调用所述可执行的资源分散加载程序代码，执行如下步骤：

添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器303耦合连接；

根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；两类应用程序片段包括：对时序要求高的片段和对时序要求低的片段；并为对时序要求低的片段添加与外挂程序存储器的地址信息相关的标识；其具体修改方式为：以源代码文件为单位，在对时序要求低的片段加个特定的标识，该特定的标识能反映外挂程序存储器的地址信息；然后生成带有地址信息的文件格式的hex文件，之后再自动调用一个PC程序，把hex格式转化为bin文件格式，bin文件格式是直接保存在程序存储器的格式。对时序要求高的片段则不需要添加标识，其会以默认的存储地址存储于片上程序存储器上；

修改所述应用程序片段的链接文件；

对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。其具体为：读取所述程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将对时序要求高的应用程序片段通过其内部的片上程序存储器进行保存，并将对时序要求低的应用程序片段发送到外挂程序存储器中。

在本实施例中，该单片机STM32单片机。

在本实施例中，所述处理器301执行所述根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中，具体方式为：

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器303的地址信息的地址，则将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器303中，若所述地址信息为片上程序存储器302的地址，则将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器302中。

在本申请中，所述处理器301执行所述添加通讯总线的具体方式为：

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改；

在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。

在本申请中，在所述修改所述应用程序片段的链接文件之后，所述处理器301还执行如下步骤：

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。

本发明将对时序要求严格的程序片段可以存放在片上程序存储器上，这一部分的代码运行不会有效率的损失；而对时序要求不严格的程序片段保存在外挂程序存储器上，这样，多大的程序都能放得下。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种资源分散加载方法，其特征在于，应用于单片机，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，所述方法包括：

添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器耦合连接；

根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；

修改所述应用程序片段的链接文件；

对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。

2.根据权利要求1所述的资源分散加载的方法，其特征在于，所述根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中，具体包括：

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器的地址信息的地址，则将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器中，若所述地址信息为片上程序存储器的地址，则将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器中。

3.根据权利要求1所述的资源分散加载的方法，其特征在于，所述添加通讯总线，具体包括：

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改；

在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。

4.根据权利要求3所述的资源分散加载的方法，其特征在于，在所述对所述应用程序的数据进行加载之前，所述方法还包括：

判断是否接收到由控制终端通过数据线发送的所述应用程序的数据；

若是，则对所述应用程序的数据进行加载。

5.根据权利要求4所述的资源分散加载的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若未接收到所述应用程序数据，则判断是否接收到控制终端通过数据线传输的结束信号；

若接收到结束信号，则断开与所述控制终端之间的连接，若未接收到结束信号，则重新判断是否接收到所述应用程序的数据。

6.根据权利要求1至5任一项所述的资源分散加载的方法，其特征在于，在所述修改所述应用程序片段的链接文件之后，所述方法还包括：

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。

7.一种单片机，其特征在于，所述单片机包括处理器、片上程序存储器，所述片上程序存储器存储有可执行的资源分散加载程序代码，所述单片机与外挂程序存储器物理连接，所述处理器调用所述可执行的资源分散加载程序代码，执行如下步骤：

添加通讯总线，所述通讯总线与所述外挂程序存储器耦合连接；

根据应用程序片段的不同属性，将所述应用程序中的应用程序片段划分为两类，所述应用程序片段中均设有默认地址信息；

修改所述应用程序片段的链接文件；

对所述应用程序的数据进行加载，并读取所述应用程序中每段应用程序片段中的地址信息，根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中。

8.根据权利要求7所述的单片机，其特征在于，所述处理器执行所述根据地址信息，将每段应用程序片段存储于与所述地址信息相对应的地址中，具体方式为：

识别所述地址信息，若所述地址信息为外挂程序存储器的地址信息的地址，则将所述应用程序片段通过通讯总线加载至外挂程序存储器中，若所述地址信息为片上程序存储器的地址，则将所述应用程序片段加载至所述单片机中的片上程序存储器中。

9.根据权利要求7所述的单片机，其特征在于，所述处理器执行所述添加通讯总线的具体方式为：

在通过数据线建立与所述控制终端的连接之后，接收所述控制终端对配置信息的修改；

在修改后的配置信息中添加所述通讯总线的信息并存储。

10.根据权利要求7-9任一项所述的单片机，其特征在于，在所述修改所述应用程序片段的链接文件之后，所述处理器还执行如下步骤：

将所述应用程序片段转换为hex格式的可执行文件，并从hex格式的可执行文件的内容中获取到地址信息，再根据该地址信息生成对应的二进制文件。