摘要：IAP是利用自己的程序代碼實現升級程序（新的APP）從外部接口（可以是串口、I2C、SPI、網口等等）寫入到flash中，再通過flash讀寫操作，將新的APP覆蓋原有APP程序，在重新從新的APP入口位置啓動我們的應用程序，同時也負責IAP代碼的修改和迭代。
本文分享自華爲雲社區《物聯網終端軟件升級技術---IAP（因芯片類型較多，本文僅針對STM32的Cortex-M系列）》，原文作者：o0龍龍0o 。
現在升級已經成爲IoT領域邊緣升級的基本技術，廣泛被現在流行的OTA技術就是其中之一。因爲物聯網終端會和互聯網技術相關，軟件迭代速度會比傳統制造業高很多，這樣就對非現場升級提出了要求，在行業內形成以OTA爲主流的升級方式及升級標準。
物聯網終端多使用的經濟型的MCU，這個類的MCU一般有三種程序寫入方式：
ISP：In System Programing
- 在系統編程(使用芯片提供的引導程序（Bootload）加上外設接口進行燒錄)
IAP：In applicating Programing
- 在應用編程（軟件自身實現在線電擦除和編程的方法，不使用任何工具。程序通常分成兩塊，分別爲引導程序和應用程序）
ICP：In Circuit Programing
- 在電路編程(使用JTAG/SWD接口進行燒錄，如J-Link燒錄器和J-Flash軟件配合使用)
ICP、ISP都是用在廠家在調試過程燒錄程序和成片燒錄程序的芯片編程方法，在製成後一般利用IAP的方式更加自由的對自己的芯片就行升級。
IAP
若由ROM執行程序，如支持IAP的單芯片能夠運用自修改代碼進行程序升級，也能對負責IAP功能的代碼進行修改或刪除從而失去IAP功能。IAP不需要芯片廠家給出特殊的支持，只需要提供FLASH操作、通信接口操作、中斷矢量偏移操作和復位操作就可以了。
IAP的原理與實現
IAP是利用自己的程序代碼實現升級程序（新的APP）從外部接口（可以是串口、I2C、SPI、網口等等）寫入到flash中，再通過flash讀寫操作，將新的APP覆蓋原有APP程序，在重新從新的APP入口位置啓動我們的應用程序，同時也負責IAP代碼的修改和迭代。
在這裏，首先在我們的代碼空間，一部分的是我們用於升級的程序IAP，另一部分是我們的應用程序APP，例如如下圖進行分配：IAP通過ISP或是ICP方式進行燒錄，APP初版通過三種方式進行燒寫，在需要升級時通過IAP進行升級。
我們先來看看 Cortex正常的程序運行流程，如下圖所示：內部閃存（FLASH）地址起始於 0x08000000，一般情況下，程序文件就從此地址開始寫入。
此外芯片是基於Cortex-M內核的微控制器，其內部通過一張“中斷向量表”來響應中斷，程序啓動後，將首先從“中斷向量表”取出復位中斷向量執行復位中斷程序完成啓動，而這張“中斷向量表”的起始地址是 0x08000004。
當中斷來臨，芯片的內部硬件機制亦會自動將 PC 指針定位到“中斷向量表”處，並根據中斷源取出對應的中斷向量執行中斷服務程序。
芯片復位後，先從 0X08000004 地址取出復位中斷向量的地址，並跳轉到復位中斷服務程序，如圖標號①所示；在復位中斷服務程序執行完之後，會跳轉到我們的main 函數，如圖標號②所示；而我們的 main 函數一般都是一個死循環，在 main 函數執行過程中，如果收到中斷請求（發生重中斷），此時芯片強制將 PC 指針指回中斷向量表處，如圖標號③所示；然後，根據中斷源進入相應的中斷服務程序，如圖標號④所示；在執行完中斷服務程序以後，程序再次返回 main 函數執行，如圖標號⑤所示
當基於IAP設計的程序啓動流程如下圖：芯片復位後， 還是從 0X08000004 地址取出復位中斷向量的地址，並跳轉到復位中斷服務程序，在運行完復位中斷服務程序之後跳轉到 IAP 的 main 函數，如下圖標號①所示，在執行完 IAP 以後（即將新的 APP 代碼寫入預先定義的 FLASH，灰底部分。
新程序的復位中斷向量起始地址爲 0X08000004+N+M），跳轉至新寫入程序的復位向量表，取出新程序的復位中斷向量的地址，並跳轉執行新程序的復位中斷服務程序，隨後跳轉至新程序的 main 函數，如下圖標號②和③所示，同樣 main 函數爲一個死循環，並且注意到此時芯片的 FLASH，在不同位置上，共有兩個中斷向量表。
main 函數執行過程中，如果 CPU 得到一箇中斷請求， PC 指針仍強制跳轉到地址0X08000004 中斷向量表處，而不是新程序的中斷向量表，如下圖標號④所示；程序再根據我們設置的中斷向量表偏移量，跳轉到對應中斷源新的中斷服務程序中，如圖標號⑤所示；在執行完中斷服務程序後，程序返回 main 函數繼續運行，如圖標號⑥所示。這樣就完成程序設計和跳轉的動作。
LiteOS的OTA方案
LiteOS是利用華爲雲實現物聯網終端的升級的工作，底層的原理與上面介紹的移植，不過因爲是物聯網，所以程序是通過Wi-Fi、4G、NB等無線通訊技術下載到芯片實現軟件的升級，具體可以在博客檢索相關關鍵詞獲取，有很多對應的解釋。大致原理如下圖：分爲SOTA和FOTA兩種技術，即固件和軟件都可以分別進行升級操作，然後將程序編譯好的bin文件，通過華爲雲IoT平臺進行打包發送到物聯網終端進行升級操作。
附錄：
華爲LiteOS官方表述升級參考鏈接：https://support.huaweicloud.com/usermanual-iothub/iot_01_0027.html