u盘控制器固件-(U盘控制器)

Hex文件

为保证升级的稳定性，我们不使用通用的串口调试助手，通过自定义通讯协议和串口上位机，可以提高升级的可靠性。

串口通讯波特率通常为几百KBps，而SPI控制器读写频率通常为几十MHz，为了能将数据完整有序的接收、保存、写入，我们需要先将串口接收的数据存储到FPGA内部的FIFO中，作为缓存和跨时钟域处理。

串口上位机解析出Mcs文件中的数据部分，启动传输前，先发启动命令，然后发送数据帧，最后发送结束命令。

数据帧包括：帧头+256字节数据+CRC校验值。FPGA接收到数据之后，对数据进行校验，校验正确回复给上位机一个正确响应信号，校验错误回复错误响应信号，串口上位机接收到正确的响应信号后，继续发下一个数据帧，接收到错误的响应信号后，重复发上一帧数据，直到所有的数据发送完成，最后发送一个结束命令。这样就简单定义了一个发送-响应机制的通讯协议。

SPI数据的写入有两种方式：

方式1：不需要开辟较大的FIFO空间对资源占用小，但是如果出现一些异常操作，如升级过程中出现异常操作，就会导致SPI Flash数据紊乱，固件升级失败，而且导致原始的固件被损坏，导致死机现象。

方式2：需要开辟较大的FIFO空间，通常升级文件大小为几百KB，会占用较多资源，如果数据未接收完成出现异常，也不会对原始的SPI芯片内的固件造成损坏，不会导致死机情况。但是这样也会有一个小问题，就是在数据接收完成后，写SPI Flash期间，需要保持硬件稳定，不能干扰数据写入过程，如出现断电情况。

同理，为保证程序能正常运行，在数据接收完成后，数据写入前，我们需要对SPI芯片执行全片擦除指令，这个擦除时间一般会比较长，通常和存储大小相关，擦除完成之后，再执行写入，写入完成之后，如果有必要，可以对指定存储区间进行数据回读，和接收到的数据进行比较，从而达到校验的目的。

升级模块可以独立于应用逻辑，作为一个单电脑独的功能，不会影响正常的代码逻辑。本文只是提供一个大致实现思路，如果要是做得非常完美，工作量还是很大的。当然串口只是一种升级方式，还可以通过SD卡升级，网口升级，USB升级，WiFi升级，外部控制器（如STM32）对FPGA进行程序更新等。