图2 基于C8051F023的软件注入实现方案
该方案是一个基于MCU所实现的功能模块化方案，在固化在Flash中的主程序模块和引导装入模块的支持下，模块1、模块2、模块3等均可实现程序代码的更新。方案中的主程序模块完成MCU的初始化工作以及可注入模块所需的一些默认设置，而不可用扇区和保留扇区是C8051F023的特性。前者提供了芯片的安全选项，但不支持应用程序在系统可编程；后者为工厂专用，不能存储用户程序。
在0x1000"0xFbFF的地址空间内，每个模块为具有某一功能的相对独立的软件代码，其所占的地址空间可依据程序代码的大小通过伪指令来定义和修改。当存储器容量较大时，剩余的地址空间可作为保留，用于存储新增加的功能模块代码。
通常MCU的中断向量位于主程序模块的地址空间内且是固定不变的（C8051F023的中断向量地址为0x0000～0x00Ab）为了能够使用硬件中断资源（比如UART，定时器等）以及确保所有功能模块都能获得调用，需要统一定义中断服务程序（ISR）和所有功能模块（包括保留地址空间）的入口地址和地址空间范围，这是实现新注入软件与固化软件之间连接的唯一途经。在开发新的可注入软件模块时必须遵守这一规定，如果入口地址不一致，新的软件模块将得不到调用；如果软件模块太大以至超出了规定的地址空间范围，新的软件模块将会占用相邻模块的地址空间，从而影响后者的调用和功能实现。此外，在编写软件注入模块时还要注意以下两点。
① 在写入新的软件代码之前，需要将程序存储器中原来的数据擦除。由于C8051F023的Flash存储器是以大小为512b（用十六进制表示为200H）的扇区为单位组织的，一次擦除操作将删除整个扇区，因此每个功能模块的地址空间必须是200H的整数倍。
② C8051F023特有的优先权交叉开关译码
器在数字外设引脚和通用I/O端口之间建立了可控的连接，该机制提高了I/O灵活性，但也使得如下情况成为可能：新开发的可注入模块需要使用并配置高优先权的外设，在把该模块注入到MCU后，这些配置会改变主程序模块中已经定义的数字外设与通用I/O端口间的关系，使得I/O引脚不再具有原先的含义，从而破坏了MCU与嵌入式设备间的接口标准。因此，必须在主程序模块中统一配置优先权交叉开关译码器，从而为所有模块建立一个通用的、引脚含义明确的硬件平台。 3 软件代码文件的生成
从图1可以看出，软件程序最终是以十六进制代码的形式驻留在软件注入枪或注入卡中的，因此软件程序的十六进制代码文件必不可少。然而，在C8051F023集成开发环境下，源程序文件经过编译后生成的二进制文件是不可读的，只能通过JTAG口下载到MCU中。对此，需要把开发环境中附带的DOS程序oh51.exe复制到与编译后的二进制文件相同的文件夹下，然后在DOS操作环境下利用该工具将生成的二进制文件转换成hex文件。然而，此时的hex文件仍是不可用的（如图3所示，这里假设文件名为example），因为它包含了行标识符号、代码地址、校验字符等非代码内容，并且由于ORG伪指令的使用使得软件代码的地址是不连续的，而通常采用的手段是将软件代码下载到连续的存储器空间，以简化通信协议的制订和引导装入程序的编写。针对这种情况作者编写了DOS程序v2.exe，利用该程序可将输入的hex文件统一转换成仅包含纯粹软件代码的codes.txt文件（如图4所示），同时生成的readme.txt文件给出了在注入软件时所需的一些参数（该参数与软件注入规程有关）。V2程序的功能具有通用性，可作为C8051F023集成开发环境的一部分，该程序使用Turbo C 2.0集成开发环境开发，其源代码见网站www.dpj.com.cn。
