BQ40Z50固件怎么升级?告诉你BQ系列芯片内部结构和升级方法

2021年6月23日 3点热度 0条评论 来源: V大阳

一 BQ芯片初步认识

包括BQ40Z50在内,BQ系列电池管理芯片看起来是一个芯片,其实芯片里面封装了两个die。一个是MCU部分负责计算和控制,其采用的是bqBMP内核的16位处理器;另外一个die是模拟前端AFE,负责模拟信号处理部分,主要功能是处理电压电流温度信号,包括放大,MUX,MOS驱动和一些硬件保护逻辑。两个芯片的绑定类似下图结构:

二 BQ芯片内部结构

MCU和AFE间主要接口有:电流采样库仑计CC,电压温度采样ADC,GPIO和专用串口通信。类似我们用分立器件MSP430+BQ76925的架构。

主要结构见下图所示:

MCU和AFE封装在一起是不得已而为之,也具有明显的优势:

• MCU主要负责计算和控制逻辑,是低压部分,而AFE主要负责高压部分处理,两个芯片工艺不同,在一个die上实现比较困难;

• 封装在一起,对外呈现的是一个芯片,使用方便,真正做到低耦合高内聚;

• 封装后固件也是由TI提供,稳定性比较好保证;

• 封装也利于电量计算法的实现,提高芯片价值。举例,BQ40Z50比BQ4050就贵不少。

对于BQ40Z50芯片,芯片架构细节如图所示:

TI专用内核bqBMP处理器是哈弗结构,数据总线和程序总线独立,其基本特征有:

  • CPU是16位的
  • 运行速度4.2MHz
  • 三级流水线
  • 指令长度灵活,可以支持8位、16位、24位指令

三 BQ40Z50内部存储器结构

内部存储器包括Flash,Boot ROM Flash, RAM,Data Flash和EEPROM。其中Flash一共有64K大小,RAM 2.5K, Data Flash 8K, EEPROM 0.5K.

Boot ROM是芯片的Bootloader,承担启动加载和固件升级作用,芯片固化好,不可修改和升级。

我们通过BQ Studio读出来的SREC文件,包括Data Flash, Program Flash和EEPROM的数据,也是除了Bootloader外的所有数据。

注意:

  • TI的电池管理芯片内的CPU core有两代,BQ30Z55 BQ3055 BQ34Z100 BQ27541 BQ27542 BQ78350是比较老的一代,已经逐步淘汰;
  • BQ40Z50同平台的有BQ40Z80,BQ78Z100,BQ27Z561等,推荐使用这一个系列。

四 固件升级方案

通过以上对CPU架构和存储结构的了解,我们对实现电量计芯片升级有个思路了。它跟普通MCU升级有相似的地方,只是要对芯片充分了解,可以做到不用bqStudio也能升级固件。

实际工作中,我们可能遇到以下问题:

1 已经校准的电池需要返工,通过bqStudio升级固件会擦除掉校准值和电量计学习的数据

解决方法:我们就可以不用bqStudio,专门编个PC软件,控制EV2400/EV2300,跳过升级data flash部分,只升级Program flash;

2 发现固件Bug,但由于固件已经发布,或者电池是串口的等原因,不能用电脑软件升级。

解决方法:主控来实现升级策略,可以升级电池的固件和配置参数,这个方法我们在无人机上已经实现。

3 已经发给客户的电池需要升级,并且数量很大,用PC软件效率太低。

解决方法:针对这种情况,也可以专门做个小板,内部存储电量计固件,连上电池就自动升级

这个可以50个100个同时工作,也很快能完成电池升级的问题。

事实上,我们也的确遇见这个问题,就做了个带SD卡的小板,将固件放到SD卡里面,一连接电池就会执行自动升级。

以上都是作者多年与BQ电量计打交道,通过研究或与原厂共同开发得到的经验,希望能对做电池的你有所帮助。

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    原文作者:V大阳
    原文地址: https://www.cnblogs.com/bmsdb/p/bqbmp-architecture-bq-update.html
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