国产超低功耗华大MCU远程升级IAP

1万 · 2019-5-30 13:00

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工程师在做产品的时候有时候会有远程对产品进行升级的需求。对于没有开发过此功能的工程师会不知道从何下手，本文就以HC32L110为例介绍国产超低功耗华大单片机如何用IAP功能实现为单片机远程升级。**的结尾有相关例程下载链接。

功能介绍

IAP是In Application Programming的首字母缩写，IAP是用户自己的程序在运行过程中对User Flash的部分区域进行烧写，目的是为了在产品发布后可以方便地通过预留的通信口对产品中的固件程序进行更新升级。

1万 · 2019-5-30 13:00

AP原理介绍

通常实现IAP功能时，需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序即BOOT程序不执行正常的功能操作，而只是通过某种通信方式(如USB、USART)接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目程序即APP程序用户真正的功能代码。这两部分项目代码同时烧录在Flash中，当芯片上电后，首先是第一个项目程序BOOT开始运行，它主要实现如下功能：

检查是否需要对第二部APP程序代码进行更新
如果不需要更新则转到4）
执行更新操作
跳转到第二部分代码执行
第一部分BOOT代码可以通过SWD或者离线编程器下载到芯片Flash内部，第二部分APP和第一部分BOOT一起烧入芯片内部，以后需要程序更新再通过第一把BOOT代码更新。

根据芯片系列的Flash存放不同地址范围，从最低地址区域开始存放BOOT，紧跟其后的就是APP程序，本篇笔记受限于芯片内部Flash容量，只是存放一个APP程序。即在芯片内部有两个程序即BOOT和APP程序。

1万 · 2019-5-30 13:01

IAP功能具体实现

芯片程序一般从Flash地址0x0000_0000开始执行，基于Cortex-M0+内核特性，内部通过中断向量表来响应中断，程序从中断向量表取出复位中断向量执行中断程序，当中断产生，芯片内部PC指针定位到中断向量表来取出对应的中断服务程序执行。如果没有中断产生，在芯片执行完复位中断服务程序后，跳转到main函数顺序执行死循环。如果有中断产生，通过中断向量表执行对应的中断服务程序。

当加入IAP后，芯片还是从中断向量表取出复位中断向量执行中断程序，如果没有中断产生，在芯片执行完复位中断服务程序后，跳转到main函数。在执行完IAP后，新程序的复位中断向量地址为0x0000_0004 + BOOT程序大小，跳转到APP程序的复位向量表，执行APP的复位中断服务程序，随后跳转到APP程序的main函数执行。

1万 · 2019-5-30 13:02

演示Demo程序内部分配如下：

其中：BOOT程序大小3.5KB

Para 区域存放IAP升级期间参数和标志占用0.5KB

APP程序大小为24KB

1万 · 2019-5-30 13:02

Demo程序，操作流程如下：

先将APP工程HEX下载到芯片内部
打开BOOT工程HEX下载到芯片，或者可以使用工具将两个HEX文件合并在一起下载到芯片内部。
使用上位机演示程序，打开串口波特率固定为9600。按照协议将APP工程的bin文件下载到0x1000开始的芯片内部，其中要求APP的bin文件小于28KB。

1万 · 2019-5-30 13:03

参考样例及驱动

通过上述介绍，使用演示Demo程序IAP需要特定协议。

通信协议格式如下：

///*frame:68  A0  A1  C  Page L0  L1  D0... DN-1 CRC0  CRC1 16*///

///*offset :0 1 2 3    4    5 6 7    8+N    9+N 10+N 11 +N*///

头字符：固定字符为0x68 一个字节

地址：    A0 A1 两个字节

控制码C：读地址为0x15 写地址为0x25

页地址page：一个字节代表现在要操作的那个页

长度L0 L1：  两个字节 L0代表高字节，L1代表低字节，此处长度仅代表数据区域长度

数据域D0…DN-1 ：代表读出或者写入的数据

数据校验CRC：采用CRC-16方式,代表数据域数据的校验。

结束符号：固定字符为0x16 一个字节

1万 · 2019-5-30 13:03

读指令如下：

68 A0 A1 15 Page 0x00 0x00 CRC0 CRC1 16

正确回复：68 A0 A1 95 Page 0x04 0x00 D0 ………… D1023 CRC0 CRC1 16

错误回复 68 A0  A1  D5 Page 0x00 0x00  CRC0  CRC1 16

Page 选择（0 -- 27）

每次读取1K字节数据

写指令如下：

68 A0 A1 25 Page 04 00 D0 ………… D1023 CRC0 CRC1 16

正确回复：68 A0 A1 A5 Page 04 00 CRC0 CRC1 16

错误回复 68 A0 A1 E5 Page 00 00 CRC0  CRC1 16

Page 选择（0 -- 27）

每次写1K字节数据

1万 · 2019-5-30 13:04

开始IAP升级指令

68 A0 A1 36 00 00 00 00 00 16

正确回复  68  A0 A1 B6 00 00  00  00 00 16

错误回复  68  A0 A1 F6 00 00  00  00 00 16

结束IAP升级指令

68 A0 A1 49 00 00 00 00 00 16

正确回复  68  A0 A1 C9 00    00  00  00 00 16

错误回复  68  A0 A1 09 00    00  00  00 00 16

发送数据帧如果发送结束到接收小于2s,如果超过说明IAP升级通信错误。

1万 · 2019-5-30 13:04

以下部分简要介绍IAP实现关键代码：

1）BOOT实现跳转到APP代码：

if(((*(__IO uint32_t*)appxaddr)&0x2FFE0000)==0x20000000) //检查栈顶地址是否合法

{
  jump2app=(iapfun)*(__IO uint32_t*)(appxaddr+4);  //APP程序复位地址
  MSR_MSP(*(__IO uint32_t*)appxaddr);             //初始化APP堆栈指针
  jump2app();                                     //跳转到APP程序
}

1万 · 2019-5-30 13:04

2）APP程序中断向量偏移：

new_vect_table  EQU    0x00001000       ;中断向量偏移长度
; reset Vector table address.
LDR    R0, =0xE000ED08
LDR    R2, =new_vect_table
STR    R2, [R0]    ;向量表重定义

总结
以上章节简要介绍了HC32L110系列的IAP控制模块基本功能，详细说明了该模块的各个功能及操作步骤，用户在实际的应用开发过程中，如果需要更深一步了解该模块的使用方法及操作事项，应以HC32L110的用户手册为准。本章中提到的样例既可以作为用户进一步的实验与学习，也可以在实际开发中直接应用。