BQ40Z50韌體怎麼升級？告訴你BQ系列晶片內部結構和升級方法
一 BQ晶片初步認識
包括BQ40Z50在內，BQ系列電池管理晶片看起來是一個晶片，其實晶片裡面封裝了兩個die。一個是MCU部分負責計算和控制，其採用的是bqBMP內核的16位處理器；另外一個die是模擬前端AFE，負責模擬訊號處理部分，主要功能是處理電壓電流溫度訊號，包括放大，MUX，MOS驅動和一些硬體保護邏輯。兩個晶片的綁定類似下圖結構：
二 BQ晶片內部結構
MCU和AFE間主要介面有：電流取樣庫侖計CC，電壓溫度取樣ADC，GPIO和專用串口通訊。類似我們用分立器件MSP430+BQ76925的架構。
主要結構見下圖所示：
MCU和AFE封裝在一起是不得已而為之，也具有明顯的優勢：
• MCU主要負責計算和控制邏輯，是低壓部分，而AFE主要負責高壓部分處理，兩個晶片製程不同，在一個die上實現比較困難；
• 封裝在一起，對外呈現的是一個晶片，使用方便，真正做到低耦合高內聚；
• 封裝後韌體也是由TI提供，穩定性比較好保證；
• 封裝也利於電量計演算法的實現，提高晶片價值。舉例，BQ40Z50比BQ4050就貴不少。
對於BQ40Z50晶片，晶片架構細節如圖所示：
TI專用內核bqBMP處理器是哈弗結構，數據匯流排和程式匯流排獨立，其基本特徵有：
- CPU是16位的
- 運行速度4.2MHz
- 三級流水線
- 指令長度靈活，可以支援8位、16位、24位指令
三 BQ40Z50內部存儲器結構
內部存儲器包括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是晶片的Bootloader，承擔啟動載入和韌體升級作用，晶片固化好，不可修改和升級。
我們通過BQ Studio讀出來的SREC文件，包括Data Flash， Program Flash和EEPROM的數據，也是除了Bootloader外的所有數據。
注意：
- TI的電池管理晶片內的CPU core有兩代，BQ30Z55 BQ3055 BQ34Z100 BQ27541 BQ27542 BQ78350是比較老的一代，已經逐步淘汰；
- BQ40Z50同平台的有BQ40Z80，BQ78Z100，BQ27Z561等，推薦使用這一個系列。
四 韌體升級方案
通過以上對CPU架構和存儲結構的了解，我們對實現電量計晶片升級有個思路了。它跟普通MCU升級有相似的地方，只是要對晶片充分了解，可以做到不用bqStudio也能升級韌體。
實際工作中，我們可能遇到以下問題：
1 已經校準的電池需要返工，通過bqStudio升級韌體會擦除掉校準值和電量計學習的數據
解決方法：我們就可以不用bqStudio，專門編個PC軟體，控制EV2400/EV2300，跳過升級data flash部分，只升級Program flash；
2 發現韌體Bug，但由於韌體已經發布，或者電池是串口的等原因，不能用電腦軟體升級。
解決方法：主控來實現升級策略，可以升級電池的韌體和配置參數，這個方法我們在無人機上已經實現。
3 已經發給客戶的電池需要升級，並且數量很大，用PC軟體效率太低。
解決方法：針對這種情況，也可以專門做個小板，內部存儲電量計韌體，連上電池就自動升級。
這個可以50個100個同時工作，也很快能完成電池升級的問題。
事實上，我們也的確遇見這個問題，就做了個帶SD卡的小板，將韌體放到SD卡裡面，一連接電池就會執行自動升級。
以上都是作者多年與BQ電量計打交道，通過研究或與原廠共同開發得到的經驗，希望能對做電池的你有所幫助。
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