CN205318366U - 一种固件烧写装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固件烧写装置，包括CPU、电子开关模块和存储器，电子开关模块和存储器均与CPU连接，存储器连接电子开关模块；当电子开关模块闭合时，CPU接收外部PC的待烧写数据信号；当电子开关模块断开时，CPU将所述待烧写数据信号发送至存储器上。本实用新型优点在于采用电子开关进行切换，需要烧写的固件存储于外部PC中经过CPU烧写至存储器中，无需经过SD卡、TF卡或其他多媒体等接口，集成度高，占用PCB板级面积小；而且操作简单方便步骤少，稳定性高，为研发、制造及售后服务带来便利。

Description

一种固件烧写装置

技术领域

本实用新型涉及一种固件烧写的装置，具体设计一种针对无固件或固件损坏的嵌入式设备的固件烧写的装置。

背景技术

随着电子技术及工业技术的发展，电子电路集成度越来越高，特别是近两年可穿戴嵌入式设备作为嵌入式硬件设备领域中的又一新的热潮越来越受到大众的喜爱。为了提高用户体验和使用效果，可穿戴嵌入式设备需要制作成手表或者手环的形状，这就要求产品结构简单、体积小，所以要求PCB板布局面积达到最大的利用率，使PCB板级面积尽可能小。可穿戴嵌入式设备都具有自己本身的固化存储介质，如存储器，在研发、设计、生产以及售后中，需要将已经编译好的固件烧写至无固件的新产品或者固件损坏的产品。

传统的固件烧写方式，一是通过拨码开关形式进行引导策略的切换后，再将TF卡或者SD卡中的固件烧写至存储器中，当烧写完成后重新将拨码开关拨回原位，设备方可正常工作；二是通过切断相关存储介质的电源后从TF卡或SD卡启动，在对固化存储介质进行擦写，最后将TF卡或SD卡中的固件烧写到固化存储介质中，烧写完成后对固化存储介质上电，设备方可工作。但是传统的引导策略切换固件烧写的方法，不仅占用PCB板级面积，而且类似于该种类的机械开关容易损坏导致接触不良，所以其工作寿命短，对研发、制造和售后服务带了了不便。

专利CN201010197315.1提出了一种嵌入式设备及其内嵌软件的更新方法，通过利用软件判断标志位是否需要升级固件和轻触开关是否按下的方法将SD卡或者TF卡的固件烧写至预置的存储区域内，烧写完成后更新其状态标志位为完成更新。但是该方法需要增加额外的SD卡或者TF卡接口，同时增加了防误触按键，占用了大量板级面积，不适合对PCB板级面积敏感的可穿戴设备。而且该专利提出的更新方法刷机步骤多，不利于研发、制造和售后服务。

实用新型内容

针对上述问题，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种固件烧写装置，可以对无固件或固件损坏的设备进行固件烧写，采用电子开关进行切换，具有集成度高和稳定性高的优点。

一种固件烧写装置，包括CPU、电子开关模块和存储器，电子开关模块和存储器均与CPU连接，存储器连接电子开关模块；当电子开关模块闭合时，CPU接收外部PC的待烧写数据信号；当电子开关模块断开时，CPU将所述待烧写数据信号发送至存储器上。

作为优选，所述电子开关模块包括电源、三态门缓冲器、第一连接点、第二连接点、保护电阻、上拉电阻和滤波电容；所述三态门缓冲器的输出使能引脚和保护电阻的一端均与第一连接点短接，保护电阻的另一端和三态门缓冲器的地引脚均接地；所述三态门缓冲器的电源引脚、上拉电阻的一端、第二连接点和滤波电容的一端均与电源连接，所述上拉电阻的另一端和三态门缓冲器的输出引脚均与存储器的配置使能引脚连接，所述电容的另一端接地；三态门缓冲器的输入引脚连接CPU的片选信号引脚；所述第一连接点与第二连接点短接时,电子开关模块闭合,第一连接点与第二连接点断开时,电子开关模块断开。

作为优选，所述三态门缓冲器的型号为SN74AHCG125DCKT。

作为优选，所述保护电阻阻值为10kΩ，上拉电阻的阻值为100kΩ。

作为优选，所述第一连接点和第二连接点之间的距离设置为1.27mm。

作为优选，所述电源的电压为3.3V。

作为优选，所述CPU设有USB接口，所述外部PC通过USB接口与CPU连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：采用电子开关进行切换，需要烧写的固件存储于外部PC中经过CPU烧写至存储器中，无需经过SD卡、TF卡或其他多媒体等接口，集成度高，占用PCB板级面积小；而且操作简单方便步骤少，稳定性高，为研发、制造及售后服务带来便利。

附图说明

图1为本实用新型的一种固件烧写装置的结构图；

图2为本实用新型的电子开关模块的电路结构图；

图3为本实用新型的操作流程图；

图4为本实用新型中的三态门缓冲器的真值表。

图中，101、电子开关模块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种固件烧写装置，包括CPU、电子开关模块101和存储器；当电子开关模块101闭合时，CPU检测与外部PC是否连接，确认连接之后CPU接受外部PC的待烧写数据信号；当电子模块断开时，CPU将所述待烧写数据信号发送至存储器上。

其中电子开关模块101包括电源、三态门缓冲器、第一连接点TP1、第二连接点TP2、保护电阻R1、上拉电阻R2和滤波电容C；

所述存储器包括但不限于NandFlash等存储介质；所述三态门缓冲器的型号为SN74AHCG125DCKT，但不限于该型号的三态门缓冲器。

其中CPU上设有USB接口、数据引脚D0-D8和片选信号引脚CS；存储器上设有数据引脚P0-P8和配置使能引脚nCE；三态门缓冲器上包括输出使能引脚OE、输入引脚A、地引脚GND、电源引脚Vcc、输出引脚Y；

其中CPU通过USB接口插入USB线与外部PC进行相连，CPU的数据引脚D0-D8与存储器的数据引脚D0-D8依次对应相连；

其中三态门缓冲器的输出使能引脚OE和保护电阻R1的一端均与第一连接点TP1连接,保护电阻R1的另一端与三态门缓冲器的地引脚GND均接地；第二连接点TP2、三态门缓冲器的电源引脚Vcc、滤波电容C的一端和上拉电阻R2的一端均与电源连接，所述上拉电阻R2的另一端和三态门缓冲器的输出引脚Y均与存储器的配置使能引脚nCE连接，保护电容C的另一端接地；三态门缓冲器的输入引脚A与CPU的片选信号引脚CS相连；所述第一测试点TP1与第二测试点TP2连接时，电子开关模块101处于闭合状态，第二测试点TP1与第二测试点TP2断开时，电子开关处于断开状态。

作为优选，保护电阻R1的阻值为10kΩ，上拉电阻R2的阻值为100kΩ。

作为优选，电源为3.3V。

作为优选,第一连接点TP1和第二连接点TP2之间的距离设置为1.27mm。

如图3所示，本实用新型装置(以下称本装置)在进行固件烧写时的具体操作步骤如下：

步骤1，将第一连接点TP1和第二连接点TP2短接；

需要说明的是，短接第一连接点TP1和第二连接点TP2的主要目的在于通过三态门缓冲器使存储器的片选信号引脚nCE输出的片选信号无法使能存储器；

短接第一连接点TP1和第二连接点TP2，三态门缓冲器的输出使能引脚OE将会处于高电平，如图4所示，无论输入引脚A输入高电平或低电平，电源引脚Vcc始终为高阻态；电源引脚Vcc通过上拉电阻R2连接至3.3V的电源，电源引脚Vcc和存储器的引脚nCE为高电平，此时存储器无法被CPU检测到。CPU会进入到USB调试模式中，从而外部PC可以通过CPU对存储器进行使能、擦出、烧写验证工作；

需要说明的是，存储器的引脚nCE输入高电平时，存储器将不被使能；存储器的引脚nCE输入低电平时，存储器将被使能。

步骤2，使用USB线将外部PC和CPU建立连接；

需要说明的是，本装置中所需要烧写的固件存储于外部PC中，直接从外部PC经USB线烧写至本设备中，无需经过SD卡、TF卡或其他多媒体卡等。

步骤3，启动本装置。

步骤4，检测刷机连接点是否短接，如果是执行步骤5，否则执行步骤9。

步骤5，检测外部PC上USB虚拟串口是否连接，如果是执行步骤6，否则执行步骤11。

步骤6，断开第一连接点TP1和TP2。

步骤7，使用外部PC对存储器进行使能、擦除、烧写固件以及验证。

步骤8，固件烧写完成后重启本装置。

步骤9，CPU对存储器进行轮训检测；

需要说明的是，在现有技术中，CPU会对存储器进行轮询检测，检测存储器是否有可运行的固件(包括空固件和错误的固件)，如有，CPU将会执行存储器中的固件；如果存储器中存储了空固件或错误的固件，被CPU检测到，CPU将会运行存储器中错误的固件，导致设备无法正常运行。

步骤10，进入死机模式。

步骤11，本装置关机重启，回到步骤1。

固件烧写完成之后，在正常通信过程中，CPU可以通过三态门缓冲器对存储器的引脚nCE进行正常操作，如图4所示，CPU通过引脚CS向三态门缓冲器的输入引脚A输出低电平，电源引脚Vcc也输出低电平以使能存储器，启动存储器中的固件。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种固件烧写装置，其特征在于：包括CPU、电子开关模块和存储器，电子开关模块和存储器均与CPU连接，存储器连接电子开关模块；当电子开关模块闭合时，CPU接收外部PC的待烧写数据信号；当电子开关模块断开时，CPU将所述待烧写数据信号发送至存储器上。

2.如权利要求1所述的固件烧写装置，其特征在于，所述电子开关模块包括电源、三态门缓冲器、第一连接点、第二连接点、保护电阻、上拉电阻和滤波电容；所述三态门缓冲器的输出使能引脚和保护电阻的一端均与第一连接点短接，保护电阻的另一端和三态门缓冲器的地引脚均接地；所述三态门缓冲器的电源引脚、上拉电阻的一端、第二连接点和滤波电容的一端均与电源连接，所述上拉电阻的另一端和三态门缓冲器的输出引脚均与存储器的配置使能引脚连接，所述电容的另一端接地；三态门缓冲器的输入引脚连接CPU的片选信号引脚；所述第一连接点与第二连接点短接时,电子开关模块闭合,第一连接点与第二连接点断开时,电子开关模块断开。

3.如权利要求2所述的固件烧写装置，其特征在于，所述三态门缓冲器的型号为SN74AHCG125DCKT。

4.如权利要求2所述的固件烧写装置，其特征在于，所述保护电阻阻值为10kΩ，上拉电阻的阻值为100kΩ。

5.如权利要求2所述的固件烧写装置，其特征在于，所述第一连接点和第二连接点之间的距离设置为1.27mm。

6.如权利要求2所述的固件烧写装置，其特征在于，所述电源的电压为3.3V。

7.如权利要求1所述的固件烧写装置，其特征在于，所述CPU设有USB接口，所述外部PC通过USB接口与CPU连接。