STM32遠程升級基本思路

STM32遠程升級基本思路

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• 開發環境：IAR for ARM 8.30.1
• MCU:STM32F103RCT6
• 存儲介質：w25q32

1.實現思路

1.需要一個bootloader程序和APP程序
2.APP程序通過網絡或者串口等方式將要升級的代碼寫到spiFlash中約定的位置，然後重啓
3.bootloader判斷spiFlash中是否有文件需要更新,有就將文件更新到stm32的內部Flash的App區域，然後跳 轉到APP，否則直接跳轉

2.知識儲備

STM32閃存模塊組織

stm32F103RCT6屬於大容量型產品，ROM：256K,RAM:48K，頁大小爲2k，閃存分爲三個塊：

• 主存儲器：頁大小爲2K,256K也就是128頁
• 信息塊：分爲兩個部分：
  • 系統存儲器（存放啓動程序代碼，ST出廠固化，不可更改，用於ISP編程）
  • 用戶選項字節（Option Bytes,可以用它設置讀寫保護，硬件看門狗使能啥的）
• 閃存存儲器接口寄存器：操作stm32內部Flash要用到這些寄存器；

啓動配置

● 從主閃存存儲器啓動：主閃存存儲器被映射到啓動空間(0x0000 0000)
● 從系統存儲器啓動：系統存儲器被映射到啓動空間(0x0000 0000)
● 從內置SRAM啓動：只能在0x2000 0000開始的地址區訪問SRAM

3.Bootloader和App的工程設置

Bootloader和App公用RAM，佔用不同ROM空間，16K給Bootloader，240K給App

• Bootloader:
  • Vector Table Start：0x0800 0000
  • ROM：0x0800 0000 ~ 0x0800 4000
  • RAM：0x0800 0000 ~ 0x0800 BFFF
  • CSTACK: 0x400
  • Heap: 0x0
• App:
  • Vector Table Start：0x0800 4000
  • ROM：0x0800 4000 ~ 0x0803 FFFF
  • RAM：0x0800 0000 ~ 0x0800 BFFF
  • CSTACK: 0x400
  • Heap: 0x0
    App程序中還要注意到的地方：修改中斷向量偏移VECT_TAB_OFFSET，偏移量就是bootloader程序大小
    

4.Bootloader程序編寫

話不多說，下面就是代碼：

• 頭文件

#define FLASH_MAX_ADDR                      (0x0803FFFFU)  //MCU的Flash最大地址

#ifndef FLASH_PAGE_SIZE
  #define FLASH_PAGE_SIZE                   (0x800U)       //MCU的Flash的頁大小，大容量的爲2K，其他是1K
#endif

#define APP_BASEADDR                        (0x08004000U)  //升級程序地址


#define APP_PAGE_NUM                        ((FLASH_MAX_ADDR-APP_BASEADDR)/FLASH_PAGE_SIZE+1)

#define SPIFLASHBUF_MAX_LEN                 (0x1000U)  //spi flash最大緩衝4096字節

• C文件

void JumpToApplication(void)
{
  typedef  void (*pFunction)(void);
  pFunction Jump_To_Application;
  u32 JumpAddress;    
  
  /* Test if user code is programmed starting from address "ApplicationAddress" */
  if (((*(__IO uint32_t*)APP_BASEADDR) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
  {
    
    DBG_LOG("----[Boot]Jump to Application!!!\r\n");
    LED_ALL_OFF();
    __disable_irq();
    
    /* Jump to user application */
    JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APP_BASEADDR + 4);
    Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
    /* Initialize user application's Stack Pointer */
    __set_MSP(*(__IO uint32_t*) APP_BASEADDR);
    Jump_To_Application();
  }
  else
  {
    DBG_LOG("----[Boot]Application Address is ERROR!!!\r\n");
    LED_ALL_ON();
  }    
}

union {
  u32 stm32[SPIFLASHBUF_MAX_LEN/4];
  u8  spi[SPIFLASHBUF_MAX_LEN];
}Flash;

void Boot_Initializes(void)
{

  u16 i,j;
  
  u32 update_file_mark;
  
  u32 writeFlashData;
 
  HAL_StatusTypeDef status;
  
  FLASH_EraseInitTypeDef f;
  
	f.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;
	f.PageAddress = APP_BASEADDR;
	f.NbPages = APP_PAGE_NUM;

  //1.判斷spi flash DFU區是否有文件需要升級
  SFlash_Read(SECTOR_ADDR(SECTOR_DFU_START),(u8 *)&update_file_mark,4);
  
  if(update_file_mark == 0xFFFFFFFF){
    DBG_LOG("[Boot] No Firmware Need to Update."); 
    LED_ON(ERR);
    JumpToApplication();
    return;
  }
  //有文件需要升級
  DBG_LOG("[Boot] New Firmware Exist! Update Beginning..."); 
  
  //2.Flash解鎖
  status = HAL_FLASH_Unlock();
  
  if(status != HAL_OK){
    DBG_LOG("[Boot] FLASH Unlock Failed."); 
    LED_ON(ERR);
    return;
  }
  DBG_LOG("[Boot] FLASH Unlock Ok."); 
  
  DBG_LOG("[Boot] Ready to Erase Flash ..."); 
  //3.擦除Flash
  status = HAL_FLASHEx_Erase(&f,&writeFlashData);
  
  if(status != HAL_OK){
    DBG_LOG("[Boot] Flash Erase Failed."); 
    LED_ON(ERR);
    return;
  }
  DBG_LOG("[Boot] Flash Erase OK."); 
  
  
  //4.從SPIFlash中讀出數據然後copy到內部Flash中
  for(i = 0;i < (APP_PAGE_NUM / 2);i++){
    
    SFlash_Read(SECTOR_ADDR(SECTOR_DFU_START) + SPIFLASHBUF_MAX_LEN*i, Flash.spi, SPIFLASHBUF_MAX_LEN);
    
    DBG_LOG("[Boot] Write Flash Progress:%d%%",(i*100/(APP_PAGE_NUM / 2)) ); 
    
    LED_TOGGLE(WIFI);
    
    for(j = 0;j < (SPIFLASHBUF_MAX_LEN/4);j++){
      //注意基地址是在變化的
      HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, APP_BASEADDR+SPIFLASHBUF_MAX_LEN*i+4*j, Flash.stm32[j]);
    }    
  }
  
  DBG_LOG("[Boot] Write Flash Progress:100%%");
  DBG_LOG("[Boot] Program Complete!!!");
  
  //5.Flash上鎖
  HAL_FLASH_Lock();  
  
  //6.跳轉到用戶程序區
  JumpToApplication();
  
}