簡(jiǎn)介

本文主要講解在線升級(jí)IAP的基礎(chǔ)知識(shí), 主要是針對(duì)IAP從原理分析,分區(qū)劃分, 到代碼編寫(xiě)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等過(guò)程闡述這一過(guò)程. 幫助大家加深對(duì)在線升級(jí)的認(rèn)識(shí).

1. 在線升級(jí)知識(shí)

什么是BootLoader?

BootLoader可以理解成是引導(dǎo)程序, 它的作用是啟動(dòng)正式的App應(yīng)用程序. 換言之,BootLoader是一個(gè)程序, App也是一個(gè)程序, BootLoader程序是用于啟動(dòng)App程序的.

STM32中的程序在哪兒?

正常情況下, 我們寫(xiě)的程序都是放在STM32片內(nèi)Flash中(暫不考慮外擴(kuò)Flash). 我們寫(xiě)的代碼最終會(huì)變成二進(jìn)制文件, 放進(jìn)Flash中 感興趣的話可以在Keil>>>Debug>>>Memory中查看, 右邊Memory窗口存儲(chǔ)的就是代碼

接下來(lái)就可以進(jìn)入正題了.

進(jìn)行分區(qū)

既然我們寫(xiě)的程序都會(huì)變成二進(jìn)制文件存放到Flash中, 那么我們就可以進(jìn)一步對(duì)我們程序進(jìn)行分區(qū). 我使用的是F103RB-NUCLEO開(kāi)發(fā)板,他的Flash一共128頁(yè), 每頁(yè)1K.見(jiàn)下圖:

以它為例, 我將它分為三個(gè)區(qū).BootLoader區(qū)、App1區(qū)、App2區(qū)(備份區(qū))具體劃分如下圖:

• BootLoader區(qū)存放啟動(dòng)代碼

• App1區(qū)存放應(yīng)用代碼

• App2區(qū)存放暫存的升級(jí)代碼

總體流程圖

• 先執(zhí)行BootLoader程序, 先去檢查APP2區(qū)有沒(méi)有程序, 如果有就將App2區(qū)(備份區(qū))的程序拷貝到App1區(qū), 然后再跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行App1的程序.

• 然后執(zhí)行App1程序, 因?yàn)?/span>BootLoader和App1這兩個(gè)程序的向量表不一樣, 所以跳轉(zhuǎn)到App1之后第一步是先去更改程序的向量表. 然后再去執(zhí)行其他的應(yīng)用程序.

• 在應(yīng)用程序里面會(huì)加入程序升級(jí)的部分, 這部分主要工作是拿到升級(jí)程序, 然后將他們放到App2區(qū)(備份區(qū)), 以便下次啟動(dòng)的時(shí)候通過(guò)BootLoader更新App1的程序. 流程圖如下圖所示:

2. BootLoader的編寫(xiě)

本節(jié)主要講解在線升級(jí)(OTA)的BooLoader的編寫(xiě)，我將以我例程的BootLoader為例, 講解BootLoader(文末會(huì)提供免費(fèi)的代碼下載鏈接)，其他的大體上原理都差不多。

流程圖分析

以我例程的BootLoader為例：

我將App2區(qū)的最后一個(gè)字節(jié)(0x0801FFFC)用來(lái)表示App2區(qū)是否有升級(jí)程序, STM32在擦除之后Flash的數(shù)據(jù)存放的都是0xFFFFFFFF, 如果有, 我們將這個(gè)地址存放0xAAAAAAAA. 具體的流程圖見(jiàn)下圖所示

程序編寫(xiě)和分析

所需STM32的資源有:

• 發(fā)送USART數(shù)據(jù)和printf重定向

• Flash的讀寫(xiě)

• 程序跳轉(zhuǎn)指令,可以參考如下代碼:

1/*采用匯編設(shè)置棧的值*/ 2__asmvoidMSR_MSP(uint32_tulAddr) 3{ 4MSRMSP,r0//設(shè)置MainStack的值 5BXr14 6} 7 8 9/*程序跳轉(zhuǎn)函數(shù)*/ 10typedefvoid(*Jump_Fun)(void); 11voidIAP_ExecuteApp(uint32_tApp_Addr) 12{ 13Jump_FunJumpToApp; 14 15if(((*(__IOuint32_t*)App_Addr)&0x2FFE0000)==0x20000000)//檢查棧頂?shù)刂肥欠窈戏? 16{ 17JumpToApp=(Jump_Fun)*(__IOuint32_t*)(App_Addr+4);//用戶代碼區(qū)第二個(gè)字為程序開(kāi)始地址(復(fù)位地址) 18MSR_MSP(*(__IOuint32_t*)App_Addr);//初始化APP堆棧指針(用戶代碼區(qū)的第一個(gè)字用于存放棧頂?shù)刂? 19JumpToApp();//跳轉(zhuǎn)到APP. 20} 21}

• 在需要跳轉(zhuǎn)的地方執(zhí)行這個(gè)函數(shù)就可以了IAP_ExecuteApp(Application_1_Addr);

• 其他的代碼請(qǐng)參考BootLoader源代碼

3. APP的編寫(xiě)

本節(jié)主要講解在線升級(jí)(OTA)的App1的編寫(xiě)以及整個(gè)流程的說(shuō)明，我將以我例程的App為例, 采用Ymodem協(xié)議進(jìn)行串口傳輸,講解App的編寫(xiě)(后面會(huì)提供免費(fèi)的代碼下載鏈接), 其他的協(xié)議原理大體上都差不多, 都是通過(guò)某種協(xié)議拿到升級(jí)的代碼。

流程圖分析

以我例程的App1為例：

• 先修改向量表, 因?yàn)楸境绦蚴怯葿ootLoader跳轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的, 不修改向量表后面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題；

• 打印版本信息, 方便查看不同的App版本；

• 本例程的升級(jí)程序采用串口的Ymoderm協(xié)議進(jìn)行傳輸bin文件. 具體的流程圖見(jiàn)下圖所示：

程序編寫(xiě)和分析

所需STM32的資源有:

• 發(fā)送USART數(shù)據(jù)和printf重定向

• Flash的讀寫(xiě)

• 串口的DMA收發(fā)

• YModem協(xié)議相關(guān)

Ymodem協(xié)議

• 百度百科[Ymodem協(xié)議]

• 具體流程可自行查找相關(guān)文檔, 這兒提供一個(gè)我找到的 XYmodem.pdf(文末和源碼一起提供).

• Ymodem協(xié)議相關(guān)介紹可參考我的這篇教程 YModem介紹

(https://blog.csdn.net/weixin_41294615/article/details/104652105).

代碼分析

• 代碼大多數(shù)都是通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)Ymodem協(xié)議的接收, 這兒就不詳細(xì)說(shuō)明
• 后面放了我的源代碼, 詳情請(qǐng)參考我的源代碼.
• 主函數(shù)添加修改向量表的指令

• 打印版本信息以及跳轉(zhuǎn)指令

• YModem相關(guān)的文件接收部分