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轉自公號：最後一個bug
二次整理：strongerHuang
做軟件開發的人，都知道程序升級。升級的方式有很多，今天就來講講升級的軟件的設計思路。
一、ISP/ICP/IAP名稱解釋
在我們學習MCU的過程中經常看到IAP、ISP、JTAG等等一些與在線編程相關的專業名詞，可能很多小夥伴到現在都迷迷糊糊的，這裏簡單爲大家介紹一下:
1)ICP -（In-circuit programmer）
ICP表示在電路編程，MCU內部不需要有程序，直接上電就能夠進行對程序存儲區域進行編程的方式，我們平時使用JTAG或者SWD等等就屬於這種方式。
2)ISP - (In-system programer)
ISP表示在系統編程，通過MCU專用的串行編程接口進行編程，那也就是說MCU需要具有運行的外部條件，比如需要有晶振等等。比如說平時使用的stm32通過設置boot引腳設置對應啓動模式，然後通過串口等對內部Flash進行升級，可以說這種方式就是廠家在芯片內部固化了一個BootLoader程序。
3)IAP - (In-application programer)
IAP表示在應用編程，這種名詞應該是大家在平時學習過程中見得比較多的，相當於自己定製一個BootLoader程序，自己通過編程設計可以實現各種升級的方式比如串口、CAN、以太網等等，非常的靈活。其實這個BootLoader程序也是我們自己設計的程序，你也可以認爲是一個App程序，相當於通過對App劃分職責對自己進行更新和升級。這種方式也就是我們今天話題的主角。
二、MCU軟件升級設計思路
對於我們的MCU現在大部分的都是使用Flash來存儲程序，同時程序內部也會有讀寫Flash的接口函數，中斷也可以方便的重定位，這樣就非常適合IAP程序的開發。
1)IAP升級V1.0
升級軟件設計圖:
我們把MCU的Flash分區分爲如上圖所示的三個部分，Bootloader就是我們所要編寫的啓動程序，App程序爲項目的實際應用程序，Param區域是用於存儲相應的版本App的版本信息以及完整性校驗標誌序列等傳遞數據區域。
工作方式1：當MCU啓動以後運行Bootloader程序，檢測到Param參數區域是否存在App記錄，如果存在App直接運行App程序即可，如果不存在，則向PC機請求App文件。
工作方式2：當MCU運行App過程中，接收到PC機的升級請求，更新Param參數區域，並跳轉到BootLoader進行App程序的接受和升級，升級完成以後處理Param參數區域並運行對應的新App程序。
V1.0算是比較常規的應用案例，我們都知道對MCU內部Flash進行編程一般會有解鎖、擦除、寫入和驗證幾個階段，當我們擦除原來MCU存儲的App程序以後如果手頭上沒有相關的固件，基本上就不能恢復了，這樣如果我們想退回到之前的版本不可能了！於是升級方案還需要在改善一下。
2)IAP升級V2.0
爲了解決V1.0提出的問題我們App分成了兩部分如下圖所示:
解析一下:上面兩張圖的原理是一樣的，都是把接收到的新App保存起來(如果你用於備份老的App也是可以的)，圖1是通過把MCU內部Flash進行劃分，一部分用於存儲新App，另外一部分是原來運行的App區域，這樣的話，當我們通過bootloader接收完完整的新App進行校驗、解密處理以後便可以寫入到平時運行的App區域，從而防止了V1.0在升級過程中掉電、通信異常導致擦除了App的問題。
同時，我們也可以把上一版本App備份到我們預留的內部Flash或者外部存儲設備中，如果想還原系統即可直接通過PC發送相應命令進行恢復即可。
好了，又有小夥伴提出問題，大家都知道我們自己編寫的BootLoader是非常靈活的，可以支持多種通信協議的升級模式，不過在前期我們可能沒有考慮完善，後續想進一步完善相應功能就需要我們對Bootloader進行升級，那麼我們可以通過App對Bootloader進行升級操作，一般這種方式就可以滿足需求，不過如果在升級BootLoader過程中發生故障，那Bootloader全部被擦除導致整個MCU變成了個磚頭。好吧，是時候上V3.0版本的IAP程序了。
3)IAP升級V3.0
爲了解決V2.0問題，作者設計了第三種升級方式:
解析一下:在V2.0的基礎上我們增加了Bootloader2，對於Bootloader1相當於固化在MCU中自定義的一種升級方式，而Bootloader2是可以根據我們啓動升級需求進行升級的區域，這樣即使在升級過程中擦除，我們也可以通過BootLoader1或者App2來進行恢復Bootloader2。
不過具體的實現過程會設計到較多的邏輯處理，大家在實現該方案的同時需要前期進行軟件上的設計和梳理。
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