STM32 bootloader设计

STM32 bootloader设计

       使用的是STM32f103C8T6：64Kflash，在应用程序中通过CAN把接受到的bin写到外置 flash的指定地址处。在bootloader中判断一个单独的标志位看程序是否需要升级，如果需要升级，则复制外置flash处的内容到STM32的内置flash的指定地址处。

如：

bootloader地址：0x08000000UL   大小：10K——0x2800——STM32的内置flash

应用程序地址：0x08002800UL   大小：45K——0xB400——STM32的内置flash

升级信息表：0x720000UL   大小：8K——0x2000——外置flash

升级的bin文件地址：0x08012400  大小：45K——0xB400——外置flash

升级信息表主要有：更新标志，程序大小等；

bootloader设计思想：（bootloader是一个引导程序，复杂的CAN接收升级文件部分在应用程序中实现， 它只起一个拷贝和跳转的功能）

1、判断“升级信息表”中的标志位是否更新，是更新，则复制“升级的bin文件地址”的内容到“应用程序地址”处；

2、跳转到应用程序处。

bootloader：BootLoader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。这里我们所说的Bootloader也是系统开机前的一段小程序，其主要任务是用来初始化串口和IAP 端口（网口CAN 接口等）的，通过判断状态是否需要从IAP 端口进行更新应用程序，若需要更新则从端口接收应用程序，并存放到指定的Flash 里面，更新完成后则跳入到指定的Flash 里面执行应用程序。

应用程序：即我们需要开发板实现功能的程序，其中应用程序主要分为两种：hex 文件和bin 文件。在我们经常使用的KEIL 中默认编译生成的可执行文件（应用程序）为hex 格式的，若需要编译生成bin 格式需要做如下修改，加入 “D:KeilARMARMCCbinfromelf.exe--bin--output ./Obj/Can_Updata.bin ./Obj/test.axf” ，重新编译生成的 Can_Updata.bin文件存放在 Obj 文件夹下。

有几点需要注意的：

1、中断向量的重映射（应用程序中要设置，否则无法使用中断）

NVIC_VectTab_FLASH —— 0x8002800
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x2800);

2、跳转到指定地址处；

static voidjump_to_app(void)
{
  app_cb app_start = (app_cb)(*(uint32_t*)(APP_START_ADDR + 4));
 
  all_nvic_disabled();
  //all_gpio_disabled();
 
  delay_ms(100);
  __set_PSP(*(u32 *)(APP_START_ADDR));
  __set_CONTROL(0);
 
  __set_MSP(*(uint32_t *)(APP_START_ADDR));
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x2800);
 
  app_start();
}

部分代码：

#include#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "iap.h"
#include "misc.h"

typedef void (*app_cb)(void);

static void all_nvic_disabled(void)
{
  int i = 0;
  for(i = 19; i < 59; i++)
  {
    NVIC->ICER[i >> 0x05] = (unsigned int )0x01 << (i & (unsigned char)0x1F);
  }

}

static void all_gpio_disabled(void)
{
  GPIO_InitTypeDef      gpio_init;
  gpio_init.GPIO_Pin    = 0xffff;
  gpio_init.GPIO_Speed  = GPIO_Speed_50MHz;
  gpio_init.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);
  GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);
  GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init);
  GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init);
}

static void jump_to_app(void)
{
  app_cb app_start = (app_cb)(*(uint32_t *)(APP_START_ADDR + 4));

  all_nvic_disabled();
  //all_gpio_disabled();

  delay_ms(100);
  __set_PSP(*(u32 *)(APP_START_ADDR));
  __set_CONTROL(0);

  __set_MSP(*(uint32_t *)(APP_START_ADDR));
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x2800);

  app_start();
}

int main(void)
{
  iap_t iap;
  uint8_t flag; // 0:未升级  1:已升级

  DelayInit();
  UARTInit(9600);
  GD25Q32BConfig();
  printf("uart ok...rn");
  delay_ms(100);

  flag = FlashIAPReadFlag(&iap);

  printf("flag: %dn", flag);
  printf("iap.version: %dn", iap.version);
  printf("iap.size: %dn", iap.size);

  if(0 == flag)
  {
    FlashCopy(APP_START_ADDR, IAP_APP_START, &iap);
    printf("copy ok!n");
  }

  jump_to_app();

  return 0;
}

#include#include "app_flash_manager.h"
#include "iap.h"
#include "debug.h"

// 读取升级状态，0: 未升级; 1: 已经升级
uint8_t FlashIAPReadFlag(iap_t *update)
{
  uint8_t flag;

  spiFlashRead(IAP_INFO_START, sizeof(iap_t), (uint8_t *)update);

  flag = update->flag;

  return flag;
}

// 从backup_addr拷贝info->size的大小到app_addr地址处
boolean FlashCopy(uint32_t app_addr, uint32_t backup_addr, iap_t *info)
{
  uint8_t upgrade_buffer[FLASH_SECTOR_SIZE];
  uint16_t pageremain =  FLASH_SECTOR_SIZE - backup_addr % FLASH_SECTOR_SIZE; // 单页剩余字节

  if(((app_addr + info->size - 1) > APP_END_ADDR) || (app_addr < APP_START_ADDR))
  {
    return COPY_FALSE;
  }

  if(info->size size;
  }
  FlashErase(app_addr, APP_BLOCK); 

  while(1)
  {
    // 分页写入
    memset(upgrade_buffer, 0, sizeof(upgrade_buffer));
    spiFlashRead(backup_addr, pageremain, upgrade_buffer); // 从备份区读出pageremain字节数
    FlashWrite(app_addr, upgrade_buffer, pageremain);      // 写到程序运行的地址处

    if(info->size == pageremain)
    {
      break; // 写入结束
    }
    else
    {
      backup_addr += pageremain;
      app_addr += pageremain;
      info->size -= pageremain; // 减去已经写入了的字节数，地址都往后面偏移

      if(info->size > FLASH_SECTOR_SIZE)
      {
        pageremain = FLASH_SECTOR_SIZE; // 超过1页数据，一页一页写入
      }
      else
      {
        pageremain = info->size; // 不够1页数据
      }
    }
  }

  return COPY_OK;
}

#include "mcu_flash.h"
#include#include "stm32f10x_flash.h"
// STM32f103内置flash的读写擦除
// addr:地址  count:块数量
flash_status_t FlashErase(uint32_t addr, uint8_t count)
{
  uint8_t i;

  for(i = 0; i < count; ++i)
  {
    if(FLASH_ErasePage(addr + i * FLASH_SECTOR_SIZE) != FLASH_COMPLETE)
    {
      return FLASH_FAILURE;
    }
  }

  return FLASH_SUCCESS;
}

uint32_t FlashWrite(uint32_t addr, uint8_t *buffer, uint32_t length)
{
  uint16_t i, data = 0;

  FLASH_Unlock();

  for(i = 0; i < length; i += 2)
  {
    data = (*(buffer + i + 1) << 8) + (*(buffer + i));
    if(FLASH_ProgramHalfWord((uint32_t)(addr + i), data) != FLASH_COMPLETE)
    {
      return i;
    }
  }
  
  FLASH_Lock();

  return length;
}

uint32_t FlashRead(uint32_t addr, uint8_t *buffer, uint32_t length)
{
  memcpy(buffer, (void *)addr, length);

  return length;
}