基于STM32F103的SD卡Bootloader离线升级

原创 嵌入式ARM 2021-07-20 09:30

做过很多Bootloader升级的产品,感觉Bootloader还是很有意思的。通过芯片的一段程序,去更新剩余的程序。从而达到更新产品软件的作用。芯片自带的Bootloader是通过芯片厂家的协议,通过烧录器把程序更新到Flash里面。而我们自己为什么还要部分的空间再写一个Bootloader呢?因为我们想通过我们自己的方式,升级芯片里的软件。

传输方式那就太多了,基本有的通信方式理论上都可以进行传输升级,包括CAN、SPI、IIC、USART等等。做过汽车上面的CAN升级、USART升级、SD卡升级、OTA升级。其中CAN和USART升级都是在线升级,SD卡可以称之为离线升级。就是不用PC端,在线下插入SD卡,就可完成升级。(CAN和USART如果有硬件升级的设备,也可以做成离线升级)。

讲一下SD卡的升级,使用离线升级,设备端需要有SD卡槽,升级的时候,将升级的文件放入SD卡中,再插入卡槽完成升级。(SD卡使用的SPI驱动,原理上其实也可以称为SPI升级。。。)

这里使用STM32F103RCT6的芯片制作SD卡Bootloader。


一.硬件

我使用的原子mini开发板,芯片为STM32F103RCT6,带SPI驱动的SD卡槽。


二.软件(寄存器编码,为的是减少Bootloader的代码占用空间)

1. SD卡使用的是SPI驱动。SPI1_Init()初始化,SPI1_ReadWriteByte读写。


 


2. SD卡驱动和FATFS文件系统。读SD卡、写SD卡、初始化SD卡等等,都是写好的驱动程序,直接可以用。这里也是用到了FATFS文件系统,需要移植两个文件。这里不多说。




3. 芯片Flash的操作。由于升级APP程序片需要用到Flash的操作,所以Flash的擦除,写入不能少。


 


4. APP程序跳入。当Flash里面写入了更新后的程序,需要跳转到Flash的起始地址,所以有一个函数需要。



5. 应用部分:
  首先选择一个起始地址,是需要刷写程序的起始地址。只要大于Bootloader程序的总长度,并且APP程序的长度不能超过(芯片大小 - Bootloader程序大小)即可。
  然后Flash中选取一个地址作为标志位,用于判断是否需要更新程序。
  最后就是读取SD卡里的文件,把读取的写入到对应的Flash里面,完成跳转。




Main函数,先检测0x08002FFE这个地址的标志位,如果是0x02,说明有应用APP程序,不需要进行升级,所以直接iap_load_app(FLASH_APP_ADDR)跳转到APP的起始地址,开始运行程序,BOOT程序就到这里结束。

如果不是0x02,说明是新的芯片,或者是没有进行过升级的。就开始进行BOOT程序的升级流程SD_Update()。




这里是打开SD卡、挂载的一些操作。如果成功进行到下面。




f_read读取SD卡中的文件&file,并赋值到buffer数组中,STMFLASH_ErasePage擦除一片FLash区域,STMFLASH_WriteHalfWord进行写入。写入完成后PageOffest += STM_PAGE_SIZE,记录写入的片数,继续读SD卡的文件(注意,这里不是一次性全部读完,每次读取STM_PAGE_SIZE的大小,再写入),擦除写入。。。直到(res || br = 0),没有可读的,break,退出while(1)循环。擦除标志位的地址STMFLASH_ErasePage(0x08002FFE),并写入0xFF02,*(vu16*)(u16)(0x08000000 + 0x2FFE)=0xFF02(下次上电后读到这个0x02的标志位说明已经有APP程序了,直接跳转到APP地址就好了)。

最后iap_load_app(FLASH_APP_ADDR),SD卡的Bootloader流程结束,进入到APP程序中运行了。

附上Keil工程共大家参考。(文件请点击“阅读原文”内下载)

END

本文系21ic论坛小叶三千原创撰写

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