基于KF8F4156 BootLoder的使用说明

只看该作者 · 2019-1-30 16:22

本文介绍了基于ChipON单片机KF8F4156 BootLoder的使用。BootLoder 是单片机上电启动首先运行的一段程序。通过这段程序可以对芯片进行相应的初始化，使芯片在运行用户程序前达到一个合适的状态。本文介绍的 BootLoder 主要实现从串口接收用户程序，在 BootLoder 运行的同时实现对用户程序在flash 区的自写，自写完成后自动跳转执行用户程序，目的是为用户提供远程更新程序的功能。

只看该作者 · 2019-1-30 16:22

1、ChipON单片机KF8F4156 芯片介绍
◎复位向量地址 0x0000。
◎共有两个中断向量，高优先级入口地址为 0x0004，低优先级入口地址为0x0014。
◎8K的flash 空间，其中 0x800 – 0x1FDF 区间支持自写功能。

只看该作者 · 2019-1-30 16:23

2、BootLoder 设计说明
◎KF8F4156 flash 0x0800–0x1FDF（共6K）区间支持自写功能，0x0000-0x07FF区域不支持自写功能，所以，我们的 BootLoder 应该存放在 0x0000-0x07FF区间，而用户程序应该存放在 0x0800–0x1FDF区间。
◎芯片上电后运行BootLoder，BootLoder 从串口接收到数据并完成第一帧数据自写后，就在0x1FC0- 0x1FDF区间写上 0x99的标志，当6K的Flash自写区全部写完后会自动覆盖0x99标志，如果自写6K Flash的过程中因外部原因（如掉电、串口异常），从而未能全部更新6K Flash，0x99标志不会被擦除，当芯片重新运行后，BootLoder 如果检测到0x99标志的存在，会一直循环执行BootLoder，等待用户程序的更新。如果检测不到0x99 标志的存在，则会自动跳转到用户程序执行。
当芯片运行用户程序后，如果希望从用户程序跳转到BootLoder执行，只需要芯片复位◎重新运行即可，在提供的例程里是通过打开看门狗并且不执行喂狗操作，并且对Application_Into_BootLoder 变量置1，约18ms（常规默认）后芯片自动执行复位操作。此时BootLoder 除了判断是否有0x99标志，还要判断 Application_Into_BootLoder 标志是否为1（优先），如果为1，等待串口内容接收，如果约3秒钟内串口没有接收到数据，则跳转到用户程序执行，如果有接收到数据，则进行Flash自写操作。
◎混合编译BootLoder 已经占用了 main 程序入口，并且两个中断入口程序不在Flash 自写区，因此这三个函数在 BootLoder 中已做重新映射，即在用户程序里，主函数入口为MAIN_FUN （相当于main 函数的功能），两级中断的入口分别为 int_fun0和int_fun1。
◎BootLoder通过串口接收数据时，需上位机发送字符串 ”ChipON Bootloader?”并追加回车字符(0x0A)和字符串结尾 (0x00)，共 20个字符。BootLoder 设备识别会发送字符串"ChipON Bootloader Start 0x800 0x1FDF"，跟回车字符和字符串结尾字符。上位机解析编程代码段信息。随后上位机开始发送用户程序数据，每次发送32个字的数据外加一个字节的长度数据和一个字节长度的CRC，总共66个字节。数据长度为第一个字节，然后是64个字节的用户数据，最后一个字节是CRC，CRC采样基本累加方式。32个字的数据每次先发送高字节，再发送低字节。上位机每发送一次（66个字节）数据后，等待接收”ChipON Get OK! ” 接一个回车然后是字符串结束标志0x00（注意字符串有空格），如果收到不是该字符串则重发数据，上位机发送数据帧格式如表1。如果接收校验和失败，设备输出”data err!!”跟结束标志0x0A,0x00。如果发送超过可自写范围，设备输出“full now！” 跟结束标志0x0A,0x00。
表1
数据长度（0x20）数据（32个字） CRC（累加校验）

只看该作者 · 2019-1-30 16:23

3、bootLoder使用操作步骤
步骤1：在提供的模板中编写完应用程序后，从用户程序跳转到Bootloader 前需对变量Application_Into_BootLoder 进行置 1，提供的模板程序如图4所示，其中Application_Into_BootLoder 变量是和BootLoder进行交互的，用户不能更改其变量名。
MAIN_FUN、int_fun0、int_fun1是 BootLoder 重新映射的函数，用户不能更改其函数名，MAIN_FUN 相当于用户的main 函数功能，int_fun0 为高优先级中断入口，int_fun1为低优先级中断入口。另外需注意一点，由于硬件堆栈的原因，用户程序嵌套不要超过13层。
需要注意的需要将Application_Into_BootLoder进行volatile修饰，避免被优化置标志识别。

只看该作者 · 2019-1-30 16:24

步骤2：把 BootLoder 项目中Release 下的 bootloder.o （如图1）文件拷贝到当前项目工程的Release 目下（如图2）。

只看该作者 · 2019-1-30 16:25

步骤3
编写完用户程序，选中项目名称并点击右键，选择“属性”，在弹出的属性对话框里选择“C/C++ 构建”，在下拉选项中选择 “设置”，然后在右边选项框里选择 “C Project Linker Release”选项，在方框里填写连接文件名“bootloder.o”，然后点击“应用”，再点击“确定”即可，如图3所示。

只看该作者 · 2019-1-30 16:25

步骤4
选中项目名称并点击右键，选择“构建项目”，对程序进行编译，编译通过后即可下载运行应用程序。
步骤 5
当用户程序运行起来后，如果希望更新用户程序，则需要让芯片复位重新跑到BootLoder运行，在此可以使用打开看门狗的方式对单片机进行复位，程序如图5所示。当按键S3按下时即可回到BootLoder，BootLoder下 P12口输出高电平，相应LED点亮（如图6）说明程序已经成功跳转到了BootLoder运行。

只看该作者 · 2019-1-30 16:25

步骤 6
当程序跳转到BootLoder后，即可通过上位机向单片机串口发送更新的程序，如图7所示，当完成程序更新后，相应LED即进行闪烁（更新的程序中有LED闪烁功能），如图8所示，至此即完成了程序的更新。

只看该作者 · 2019-2-21 17:30

只看该作者 · 2019-3-29 16:29

现在的产品，在资源允许的情况下，一般都会加上BootLoader，升级时会方便很多