華大單片機(jī)bootloader:華大MCU如何遠(yuǎn)程升級IAP？
工程師在做產(chǎn)品的時(shí)候有時(shí)候會(huì)有遠(yuǎn)程對產(chǎn)品進(jìn)行升級的需求。 對于沒有開發(fā)過此功能的工程師會(huì)不知道從何下手，本文就以HC32L110為例介紹國產(chǎn)超低功耗華大單片機(jī)如何用IAP功能實(shí)現(xiàn)為單片機(jī)遠(yuǎn)程升級。文章的結(jié)尾有相關(guān)例程下載鏈接。
功能介紹
IAP是In Application Programming的首字母縮寫，IAP是用戶自己的程序在運(yùn)行過程中對User Flash的部分區(qū)域進(jìn)行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預(yù)留的通信口對產(chǎn)品中的固件程序進(jìn)行更新升級。
IAP原理介紹
通常實(shí)現(xiàn)IAP功能時(shí)，需要在設(shè)計(jì)固件程序時(shí)編寫兩個(gè)項(xiàng)目代碼，第一個(gè)項(xiàng)目程序即BOOT程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過某種通信方式(如USB、USART)接收程序或數(shù)據(jù)，執(zhí)行對第二部分代碼的更新；第二個(gè)項(xiàng)目程序即APP程序用戶真正的功能代碼。這兩部分項(xiàng)目代碼同時(shí)燒錄在Flash中，當(dāng)芯片上電后，首先是第一個(gè)項(xiàng)目程序BOOT開始運(yùn)行，它主要實(shí)現(xiàn)如下功能：
檢查是否需要對第二部APP程序代碼進(jìn)行更新，如果不需要更新則轉(zhuǎn)到4）執(zhí)行更新操作
跳轉(zhuǎn)到第二部分代碼執(zhí)行
第一部分BOOT代碼可以通過SWD或者離線編程器下載到芯片F(xiàn)lash內(nèi)部，第二部分APP和第一部分BOOT一起燒入芯片內(nèi)部，以后需要程序更新再通過第一把BOOT代碼更新。
根據(jù)芯片系列的Flash存放不同地址范圍，從最低地址區(qū)域開始存放BOOT，緊跟其后的就是APP程序，本篇筆記受限于芯片內(nèi)部Flash容量，只是存放一個(gè)APP程序。即在芯片內(nèi)部有兩個(gè)程序即BOOT和APP程序。
IAP功能具體實(shí)現(xiàn)
芯片程序一般從Flash地址0x0000_0000開始執(zhí)行，基于Cortex-M0+內(nèi)核特性，內(nèi)部通過中斷向量表來響應(yīng)中斷，程序從中斷向量表取出復(fù)位中斷向量執(zhí)行中斷程序，當(dāng)中斷產(chǎn)生，芯片內(nèi)部PC指針定位到中斷向量表來取出對應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行。如果沒有中斷產(chǎn)生，在芯片執(zhí)行完復(fù)位中斷服務(wù)程序后，跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)順序執(zhí)行死循環(huán)。如果有中斷產(chǎn)生，通過中斷向量表執(zhí)行對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。
當(dāng)加入IAP后，芯片還是從中斷向量表取出復(fù)位中斷向量執(zhí)行中斷程序，如果沒有中斷產(chǎn)生，在芯片執(zhí)行完復(fù)位中斷服務(wù)程序后，跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)。在執(zhí)行完IAP后，新程序的復(fù)位中斷向量地址為0x0000_0004 + BOOT程序大小，跳轉(zhuǎn)到APP程序的復(fù)位向量表，執(zhí)行APP的復(fù)位中斷服務(wù)程序，隨后跳轉(zhuǎn)到APP程序的main函數(shù)執(zhí)行。
演示Demo程序內(nèi)部分配如下：
其中：BOOT程序大小3.5KB
Para 區(qū)域存放IAP升級期間參數(shù)和標(biāo)志占用0.5KB
APP程序大小為24KB
Demo程序，操作流程如下：
先將APP工程HEX下載到芯片內(nèi)部
打開BOOT工程HEX下載到芯片，或者可以使用工具將兩個(gè)HEX文件合并在一起下載到芯片內(nèi)部。
使用上位機(jī)演示程序，打開串口波特率固定為9600。按照協(xié)議將APP工程的bin文件下載到0x1000開始的芯片內(nèi)部，其中要求APP的bin文件小于28KB。
參考樣例及驅(qū)動(dòng)
通過上述介紹，使用演示Demo程序IAP需要特定協(xié)議。
通信協(xié)議格式如下：
///*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*///
頭字符： 固定字符為0x68 一個(gè)字節(jié)
地址： A0 A1 兩個(gè)字節(jié)
控制碼C： 讀地址為0x15 寫地址為0x25
頁地址page： 一個(gè)字節(jié) 代表現(xiàn)在要操作的那個(gè)頁
長度L0 L1： 兩個(gè)字節(jié) L0代表高字節(jié)，L1代表低字節(jié)，此處長度僅代表數(shù)據(jù)區(qū)域長度
數(shù)據(jù)域D0…DN-1 ： 代表讀出或者寫入的數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)校驗(yàn)CRC： 采用CRC-16方式,代表數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。
結(jié)束符號：固定字符為0x16 一個(gè)字節(jié)
讀指令如下：
68 A0 A1 15 Page 0x00 0x00 CRC0 CRC1 16
正確回復(fù)：68 A0 A1 95 Page 0x04 0x00 D0 ………… D1023 CRC0 CRC1 16
錯(cuò)誤回復(fù) 68 A0 A1 D5 Page 0x00 0x00 CRC0 CRC1 16
Page 選擇（0 -- 27）
每次讀取1K字節(jié)數(shù)據(jù)
寫指令如下：
68 A0 A1 25 Page 04 00 D0 ………… D1023 CRC0 CRC1 16
正確回復(fù)：68 A0 A1 A5 Page 04 00 CRC0 CRC1 16
錯(cuò)誤回復(fù) 68 A0 A1 E5 Page 00 00 CRC0 CRC1 16
Page 選擇（0 -- 27）
每次寫1K字節(jié)數(shù)據(jù)
開始IAP升級指令
68 A0 A1 36 00 00 00 00 00 16
正確回復(fù) 68 A0 A1 B6 00 00 00 00 00 16
錯(cuò)誤回復(fù) 68 A0 A1 F6 00 00 00 00 00 16
結(jié)束IAP升級指令
68 A0 A1 49 00 00 00 00 00 16
正確回復(fù) 68 A0 A1 C9 00 00 00 00 00 16
錯(cuò)誤回復(fù) 68 A0 A1 09 00 00 00 00 00 16
發(fā)送數(shù)據(jù)幀如果發(fā)送結(jié)束到接收小于2s,如果超過說明IAP升級通信錯(cuò)誤。
1）BOOT實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)到APP代碼：
if(((*(__IO uint32_t*)appxaddr)&0x2FFE0000)==0x20000000) //檢查棧頂?shù)刂肥欠窈戏?br />
{
jump2app=(iapfun)*(__IO uint32_t*)(appxaddr+4); //APP程序復(fù)位地址
MSR_MSP(*(__IO uint32_t*)appxaddr); //初始化APP堆棧指針
jump2app(); //跳轉(zhuǎn)到APP程序
}
2）APP程序中斷向量偏移：
new_vect_table EQU 0x00001000 ;中斷向量偏移長度
; reset Vector table address.
LDR R0, =0xE000ED08
LDR R2, =new_vect_table
STR R2, [R0] ;向量表重定義
總結(jié)
以上章節(jié)簡要介紹了HC32L110系列的IAP控制模塊基本功能，詳細(xì)說明了該模塊的各個(gè)功能及操作步驟，用戶在實(shí)際的應(yīng)用開發(fā)過程中，如果需要更深一步了解該模塊的使用方法及操作事項(xiàng)，應(yīng)以HC32L110的用戶手冊為準(zhǔn)。本章中提到的樣例既可以作為用戶進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)，也可以在實(shí)際開發(fā)中直接應(yīng)用。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2020-06-10
