STM32F4系列的app和boot相互跳转

只看该作者 · 2023-7-28 00:34

首先要明确的是ISP和IAP两个概念。

ISP 即(In-System Programming)在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。

IAP：In Application Programming 是指在应用编程，即在程序运行中编程，就是片子提供一系列的机制(硬件/软件上的)当片子在运行程序的时候可以提供一种改变flash数据的方法。

STM32F4芯片自带ISP程序，在系统存储区内，通过开机的时检测BOOT0和BOOT1的引脚电平来判断从什么地方启动，如下图

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当BOOT1处于低电平，同时BOOT0是高电平时，系统从System memory启动，这里保存着stm32出厂时内置的ISP程序，可以通过串口或者usb口等来进行内置flash的编程，这部分原理数据手册里写的很清楚。

只看该作者 · 2023-7-28 00:35

ISP这部分由官方实现，是一段固化的程序，使用isp软件进行升级即可，下面我们来看一下IAP的问题。

IAP：

IAP的好处就是不用进行跳线改变boot引脚的电平，就可以进行在线编程，在产品化以后使用的比较多，通常用一个boot程序来引导，选择是进行升级还是进入app应用中。这一部分，st官方也有示例代码(多么贴心)。

只看该作者 · 2023-7-28 00:35

官方给出的IAP的核心代码：

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#define     __IO    volatile

typedef  void (*pFunction)(void);

#define APPLICATION_ADDRESS   (uint32_t)0x08000000 

pFunction Jump_To_Application;

uint32_t JumpAddress;

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    /* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */

    if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)

    { 

      /* Jump to user application */

      JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4);

      Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;

      /* Initialize user application's Stack Pointer */

      __set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS);

      Jump_To_Application();

    }

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1.if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) 这句旨在判定 APPLICATION_ADDRESS这个地址保存的是否是SP堆栈指针，下面是stm32的矢量表：

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从这个表中能看出来，用户应用的首4个字节应该放的是栈顶的值，启动采样完boot引脚后，CPU 将从地址 0x0000 0000 获取栈顶值，然后从始于 0x0000 0004 的自举存储器开始执行代码。stm32的ram空间地址范围是0x20000000~0x2001ffff，共128K(42x和43x的ram空间更大，但是我们使用前128K进行判断足够了)，所以使用这句来判断栈顶指针是否合法。

只看该作者 · 2023-7-28 00:36

2.APPLICATION_ADDRESS保存的是用户程序的首地址，所以*(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4)就是用户程序空间复位向量的地址

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3.Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;Jump_To_Application是一个函数指针，这句话将函数指针指向复位函数。

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4.__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS);设置堆栈指针sp，指向用户代码的首地址。

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5.Jump_To_Application();跳转到用户程序，把函数指针赋值给pc指针。

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stm32程序跳转总结：1.要赋值有效的sp栈顶指针 2.要给pc指针赋值 3.应用程序要修改中断向量表的偏移地址

从这个结论，我们可以实现从boot到app的跳转，同样的原理也可以从app跳转到boot程序，也是使用相同的代码。

程序间跳转的时候，如果使能了某项外设，一定要在跳转前使用xxx_DeInit 库函数关闭一下，外设才能在两段程序中都正常使用。