stm32实现iap远程固件更新

1万 · 2021-6-3 15:53

下面的程序需要用到一些简单的功能
串口收发数据
开关总中断
虽然本文标题是实现远程固件更新，但是具体远程方案本文不做详细说明，重点在于介绍mcu接收到新的固件后怎么保存更新，以及更新失败回滚等。下面简单说明一下远程的事情。
stm32的通信方式有串口，spi，iic，以及sdio等。也就是说我们的固件可以通过这些方式传输到mcu，不过普遍常用的是串口或者用sdio(外接sd卡)这两种方式。个人觉得用sd卡来回copy也不怎么方便。简单点还是再加一个串口网络模块，然后把固件存到服务器，经由串口网络模块透传到mcu。比如用http协议把固件发送下来。远程下载就这么简单一说。接下来重点分析更新的事情。
#固件生成
远程更新使用的固件和我们平时烧录程序用的固件格式有点区别，我们需要用二进制格式(.bin)文件。生成方式以mdk为例介绍一下，只需要添加一条命令行。

在mdk工程配置选项选择User，这个页面是让我们添加自定义命令行的，我们要添加的命令添加到第三个选项，即在编译完成后执行。下面是命令内容，需要注意的是 bin前面两个-,app1.bin就是生成的固件，名字可以自定义，**.axf是你工程实际的.axf文件，路径要正确。不知道你的axf在那在output页面查看。
fromelf.exe --bin -o ../app1.bin ./**.axf
现在我们就可以生成bin文件了，但是还差一点步骤。

1万 · 2021-6-3 15:54

一般使用下mcu启动后会自动把0x0800 0000映射到地址0x0000 0000，然后取指令执行。但是现在我们程序可以理解成分成了两部分。

app就是我们实际实现各种功能的固件，BootLoader为控制更新的固件。可以看到加入iap升级功能后我们app的起始地址变了，所以对应工程也要做这部分修改

如图，我这里把地址偏移了0x20000，同时在Linker中把“Use Memory Layout from Target Dialog”勾选，让我们的修改生效。
如此设置以后就一些ok了

图中上半部分是起始地址为0x800 0000 下半部分为起始地址0x802 0000,可以看到复位中断地址，以及下面一系列入口地址都相应变化了。
关于固件有一点需要注意，因为起始地址修改了，所以导致我们的中断向量表也整体偏移了，所以需要在app程序起始添加一行代码,本文是偏移0x20000，根据实际使用做相应改动
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x2000);
#固件保存

1万 · 2021-6-3 15:55

下载到板子的方式自选，下到板子后，我们需要把固件保存到内置flash对应的地址，

int writeToFlash(unsigned char *data, unsigned int len,unsigned int baseAddress )
{
unsigned char i = 0;
unsigned char pageNum = 0;
FLASH_Status FLASHStatus;
pageNum = len/FLASH_PAGE_SIZE+1;//求出总页数
FLASH_Unlock();
FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY | FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
for (i=0; i < pageNum; i++)
{
      FLASHStatus = FLASH_ErasePage(baseAddress + FLASH_PAGE_SIZE*i);
if (FLASHStatus != FLASH_COMPLETE)
      {
         FLASH_Lock();
         return -1;
      }
}
pageNum = (len+1)>> 1;
for (i=0; i < pageNum; i++)
{
      FLASHStatus = FLASH_ProgramHalfWord(baseAddress+i*2, *((unsigned short*)data+i));
if (FLASHStatus != FLASH_COMPLETE)
      {
         FLASH_Lock();
         return -1;
      }
}
FLASH_Lock();
return 0;
}

本文上面设置的偏移是0x2 0000，所以此处写入flash的地址也必须是0x802 0000(0x800 0000 + 0x2 0000)
除了写入外，还应该加一些必要的文件完整性检查，比如使用校验等方式，这部分自行处理。然后在flash特定区域立一个flag，通知BootLoader程序更新固件。
#固件更新

1万 · 2021-6-3 15:56

现在万事具备了，接下来就是更新的事情了，先简单说一下更新的思路。上电启动后运行BootLoader程序，在bootloader中检查是否是否需要更新，不需要的话就引导之前的app程序运行，需要更新就引导新的app程序。引导步骤大体就是重置栈顶指针，强制跳转app的reset复位中断。

#define APPLICATION_ADDRESS 0x08020000
typedef  void (*pFunction)(void);
int main(void)
{
SystemInit();
BootLoad_Jump();
}
__asm void MSR_MSP(u32 addr) //设置堆栈指针
{
MSR MSP, r0
BX r14
}
void BootLoad_Jump(void)
{
u32 JumpAddress;
pFunction  Jump_To_Application;
/* Check Vector Table: Test if user code is programmed starting from address
"APPLICATION_ADDRESS" */
//d_printfhex32((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS));d_printf("\n");
if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
{
__disable_irq();
JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS +4);
//d_printfhex32(JumpAddress);d_printf("\n");
Delay(100);
Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
/* Initialize user application's Stack Pointer */
MSR_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS);
Jump_To_Application();
}
}

本文只贴出核心部分，也就是BootLoader直接引导app，没做其他判断。那些判断逻辑自行实现。
顺带一提，BootLoader程序的flash地址不需要修改，即正常的0x800 0000，正常使用烧录工具下载。