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[活动] 【APM32F107VC MINIBOARD开发板测评】4.IAP程序升级

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 楼主| xld0932 发表于 2023-2-27 21:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
APM32F107VC, iap, Xmodem
本帖最后由 xld0932 于 2023-2-27 21:49 编辑

IAP应用程序升级是最常用的技术了，也有很多开源的IAP程序框架，比如OpenBLT、mOTA等等，本文我们来基于对MCU内部FLASH读、写、擦除这3个基础操作，结合XMODEM传输协议来完成一个简易的IAP应用程序升级功能……首先我们需要有2个工程，一个是BOOTLOADER工程，它的作用是XMODEM协议传输、FLASH数据写入、以及程序跳转运行；另一个就是我们的应用程序工程，它是具体的应用……对不同的工程，我们需要有不同的配置……


BOOTLOADER工程：
XMODEM传输协议的实现：
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  1. /*!
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       Xmodem_SendData
    

  3.   *
    

  4.   * @param       None
    

  5.   *
    

  6.   * @retval      None
    

  7.   *
    

  8.   */
    

  9. void Xmodem_SendData(uint8_t Data)
    

  10. {
    

  11.     USART_TxData(USART1, Data);
    


  12. 

  13.     while (RESET == USART_ReadStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXBE))
    

  14.     {
    

  15.     }
    

  16. }
    


  17. 

  18. /*!
    

  19.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       Xmodem_CalcCheckCRC
    

  20.   *
    

  21.   * @param       Buffer & Length
    

  22.   *
    

  23.   * @retval      Result
    

  24.   *
    

  25.   */
    

  26. uint16_t Xmodem_CalcCheckCRC(uint8_t *Buffer, uint16_t Length)
    

  27. {
    

  28.     uint32_t Result = 0;
    


  29. 

  30.     Length += 2;
    


  31. 

  32.     while (Length--)
    

  33.     {
    

  34.         uint8_t Value = (Length < 2) ? 0 : *Buffer++;
    


  35. 

  36.         for (uint8_t j = 0; j < 8; j++)
    

  37.         {
    

  38.             Result <<= 1;
    


  39. 

  40.             if (Value & 0x00080)
    

  41.             {
    

  42.                 Result += 0x0001;
    

  43.             }
    


  44. 

  45.             Value  <<= 1;
    


  46. 

  47.             if (Result & 0x10000)
    

  48.             {
    

  49.                 Result ^= 0x1021;
    

  50.             }
    

  51.         }
    

  52.     }
    


  53. 

  54.     Result &= 0xFFFF;
    


  55. 

  56.     return (Result);
    

  57. }
    


  58. 

  59. /*!
    

  60.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       Xmodem_CalcCheckSum
    

  61.   *
    

  62.   * @param       Buffer & Length
    

  63.   *
    

  64.   * @retval      Result
    

  65.   *
    

  66.   */
    

  67. uint8_t Xmodem_CalcCheckSum(uint8_t *Buffer, uint16_t Length)
    

  68. {
    

  69.     uint16_t Result = 0;
    


  70. 

  71.     while (Length--)
    

  72.     {
    

  73.         Result += *Buffer++;
    

  74.     }
    


  75. 

  76.     Result &= 0xFF;
    


  77. 

  78.     return (Result);
    

  79. }
    


  80. 

  81. /*!
    

  82.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       Xmodem_RxHandler
    

  83.   *
    

  84.   * @param       None
    

  85.   *
    

  86.   * @retval      None
    

  87.   *
    

  88.   */
    

  89. void Xmodem_RxHandler(void)
    

  90. {
    

  91.     uint32_t Address = (0x08000000 + 0x10000);
    

  92.     uint32_t StartTryTimtout = 0;
    


  93. 

  94.     QUEUE_INIT();
    


  95. 

  96.     Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_SOH;
    


  97. 

  98.     while (1)
    

  99.     {
    

  100.         if (QUEUE_EMPTY() == 0)
    

  101.         {
    

  102.             uint8_t data = QUEUE_READ();
    


  103. 

  104.             switch (Xmodem_State)
    

  105.             {
    

  106.                 case XMODEM_RX_STATE_SOH:
    

  107.                     if ((data == XMODEM_SOH) || (data == XMODEM_STX))
    

  108.                     {
    

  109.                         Xmodem_Length  = (data == XMODEM_STX) ? 1024 : 128;
    


  110. 

  111.                         Xmodem_Index = 0;
    

  112.                         Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_NUM;
    

  113.                     }
    

  114.                     else if (data == XMODEM_EOT)
    

  115.                     {
    

  116.                         Xmodem_SendData(XMODEM_ACK);
    

  117.                         printf("\r\nXmodem Finish");
    

  118.                         return;
    

  119.                     }
    

  120.                     else if (data == XMODEM_CAN)
    

  121.                     {
    

  122.                         printf("\r\nXmodem Cancle");
    

  123.                         return;
    

  124.                     }
    

  125.                     else
    

  126.                     {
    

  127.                     }
    


  128. 

  129.                     break;
    


  130. 

  131.                 case XMODEM_RX_STATE_NUM:
    

  132.                     Xmodem_Number[Xmodem_Index++] = data;
    


  133. 

  134.                     if (Xmodem_Index == 2)
    

  135.                     {
    

  136.                         Xmodem_Index = 0;
    

  137.                         Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_DAT;
    

  138.                     }
    


  139. 

  140.                     break;
    


  141. 

  142.                 case XMODEM_RX_STATE_DAT:
    

  143.                     Xmodem_Buffer[Xmodem_Index++] = data;
    


  144. 

  145.                     if (Xmodem_Index == Xmodem_Length)
    

  146.                     {
    

  147.                         Xmodem_Index = 0;
    

  148.                         Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_CHK;
    

  149.                     }
    


  150. 

  151.                     break;
    


  152. 

  153.                 case XMODEM_RX_STATE_CHK:
    

  154.                     Xmodem_CheckData[Xmodem_Index++] = data;
    


  155. 

  156.                     if ((Xmodem_CheckType == 1) && (Xmodem_Index == 1))
    

  157.                     {
    

  158.                         Xmodem_Index = 0;
    


  159. 

  160.                         if (Xmodem_Number[0] == ((Xmodem_Number[1] ^ 0xFF) & 0xFF))
    

  161.                         {
    

  162.                             if (Xmodem_CheckData[0] == Xmodem_CalcCheckSum(Xmodem_Buffer, Xmodem_Length))
    

  163.                             {
    

  164.                                 if ((Address % FLASH_PAGE_SIZE) == 0)
    

  165.                                 {
    

  166.                                     FLASH_ErasePage(Address / FLASH_PAGE_SIZE);
    

  167.                                 }
    


  168. 

  169.                                 FLASH_PageProgram(Address, Xmodem_Buffer, Xmodem_Length);
    

  170.                                 Address += Xmodem_Length;
    


  171. 

  172.                                 Xmodem_SendData(XMODEM_ACK);
    

  173.                             }
    

  174.                             else
    

  175.                             {
    

  176.                                 Xmodem_SendData(XMODEM_NAK);
    

  177.                             }
    

  178.                         }
    

  179.                         else
    

  180.                         {
    

  181.                             Xmodem_SendData(XMODEM_NAK);
    

  182.                         }
    


  183. 

  184.                         Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_SOH;
    

  185.                     }
    

  186.                     else if ((Xmodem_CheckType == 0) && (Xmodem_Index == 2))
    

  187.                     {
    

  188.                         Xmodem_Index = 0;
    


  189. 

  190.                         if (Xmodem_Number[0] == ((Xmodem_Number[1] ^ 0xFF) & 0xFF))
    

  191.                         {
    

  192.                             uint16_t Result = 0;
    


  193. 

  194.                             Result   = Xmodem_CheckData[0];
    

  195.                             Result <<= 8;
    

  196.                             Result  |= Xmodem_CheckData[1];
    


  197. 

  198.                             if (Result == Xmodem_CalcCheckCRC(Xmodem_Buffer, Xmodem_Length))
    

  199.                             {
    

  200.                                 if ((Address % FLASH_PAGE_SIZE) == 0)
    

  201.                                 {
    

  202.                                     FLASH_ErasePage(Address / FLASH_PAGE_SIZE);
    

  203.                                 }
    


  204. 

  205.                                 FLASH_PageProgram(Address, Xmodem_Buffer, Xmodem_Length);
    

  206.                                 Address += Xmodem_Length;
    


  207. 

  208.                                 Xmodem_SendData(XMODEM_ACK);
    

  209.                             }
    

  210.                             else
    

  211.                             {
    

  212.                                 Xmodem_SendData(XMODEM_NAK);
    

  213.                             }
    

  214.                         }
    

  215.                         else
    

  216.                         {
    

  217.                             Xmodem_SendData(XMODEM_NAK);
    

  218.                         }
    


  219. 

  220.                         Xmodem_State = XMODEM_RX_STATE_SOH;
    

  221.                     }
    

  222.                     else
    

  223.                     {
    

  224.                         /* do nothing */
    

  225.                     }
    


  226. 

  227.                     break;
    


  228. 

  229.                 default:
    

  230.                     break;
    

  231.             }
    

  232.         }
    

  233.         else
    

  234.         {
    

  235.             if (StartTryTimtout == 0)
    

  236.             {
    

  237.                 if (Xmodem_CheckType)
    

  238.                 {
    

  239.                     Xmodem_SendData(XMODEM_NAK);
    

  240.                 }
    

  241.                 else
    

  242.                 {
    

  243.                     Xmodem_SendData('C');
    

  244.                 }
    

  245.             }
    


  246. 

  247.             StartTryTimtout = (StartTryTimtout + 1) % XMODEM_TRY_TIMEOUT;
    

  248.         }
    

  249.     }
    

  250. }

FLASH读、写、擦除操作：
复制
  1. /*!
    

  2.   * @brief       Xmodem_FLASH_ErasePage
    

  3.   *
    

  4.   * @param       Page
    

  5.   *
    

  6.   * @retval      None
    

  7.   *
    

  8.   */
    

  9. void FLASH_ErasePage(uint32_t Page)
    

  10. {
    

  11.     FMC_Unlock();
    


  12. 

  13.     FMC_ClearStatusFlag((FMC_FLAG_T)(FMC_FLAG_OC | FMC_FLAG_PE | FMC_FLAG_WPE));
    


  14. 

  15.     FMC_ErasePage(FLASH_PAGE_SIZE * Page);
    


  16. 

  17.     FMC_ClearStatusFlag(FMC_FLAG_OC);
    


  18. 

  19.     FMC_Lock();
    

  20. }
    


  21. 

  22. /*!
    

  23.   * @brief       Xmodem_FLASH_PageProgram
    

  24.   *
    

  25.   * @param       Address & Buffer & Length
    

  26.   *
    

  27.   * @retval      None
    

  28.   *
    

  29.   */
    

  30. void FLASH_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *Buffer, uint32_t Length)
    

  31. {
    

  32.     uint16_t *Data = (uint16_t *)Buffer;
    


  33. 

  34.     FMC_Unlock();
    


  35. 

  36.     FMC_ClearStatusFlag((FMC_FLAG_T)(FMC_FLAG_OC | FMC_FLAG_PE | FMC_FLAG_WPE));
    


  37. 

  38.     for (uint32_t i = 0; i < Length; i += 2)
    

  39.     {
    

  40.         FMC_ProgramHalfWord(Address + i, *Data);
    


  41. 

  42.         FMC_ClearStatusFlag(FMC_FLAG_OC);
    


  43. 

  44.         if (*(volatile uint16_t *)(Address + i) != *Data)
    

  45.         {
    

  46.             while (1)
    

  47.             {
    

  48.                 GPIO_WriteBitValue(GPIOE, GPIO_PIN_5, BIT_RESET);
    

  49.                 GPIO_WriteBitValue(GPIOE, GPIO_PIN_6, BIT_RESET);
    

  50.             }
    

  51.         }
    


  52. 

  53.         Data++;
    

  54.     }
    


  55. 

  56.     FMC_Lock();
    

  57. }

程序跳转运行：
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.     Xmodem_Init(115200);
    


  4. 

  5.     printf("\r\nAPM32F107VC MINIBOARD V1.0 %s %s--->Bootloader\r\n", __DATE__, __TIME__);
    


  6. 

  7.     KEY_Init();
    


  8. 

  9.     LED_Init();
    


  10. 

  11.     while (1)
    

  12.     {
    

  13.         if((BIT_RESET == GPIO_ReadInputBit(GPIOA, GPIO_PIN_0)) ||
    

  14.            (BIT_RESET == GPIO_ReadInputBit(GPIOA, GPIO_PIN_1)) )
    

  15.         {
    

  16.             Xmodem_RxHandler();
    

  17.         }
    

  18.         else
    

  19.         {
    

  20.             if(*(volatile uint32_t *)(ApplicationAddress) != 0xFFFFFFFF)
    

  21.             {
    

  22.                 USART_Disable(USART1);
    


  23. 

  24.                 JumpAddress = *(volatile uint32_t *)(ApplicationAddress + 4);
    

  25.                 JumpToApplication = (pFunction)JumpAddress;
    


  26. 

  27.                 /* Initialize user application's Stack Pointer */
    

  28.                 __set_MSP(*(volatile uint32_t *)ApplicationAddress); 
    

  29.                 JumpToApplication();
    

  30.             }
    

  31.         }
    

  32.     }
    

  33. }

KEIL工程配置：
1.png


APPLICATION工程：
中断向量表重定义：
8.png

KEIL工程配置之程序空间划分：
2.png

KEIL工程配置之生成BIN文件：
3.png


IAP运行测试：
下载BOOTLOADER程序到开发板，通过串口终端软件进行监控：
4.png

按下开发板上的任一按键（除RST按键），MCU进入XMODEM传输模式：
5.png

XMODEM接收数据，并将数据写入到指定的FLASH空间：
6.png

XMODEM传输结束后，跳转到应用程序起始地址，开始运行：
7.png


软件工程源代码：
BOOTLOADER： Bootloader.zip (474.31 KB, 下载次数: 14)
APPLICATION： Application.zip (489.23 KB, 下载次数: 12)


  
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