STM32远程升级基本思路

STM32远程升级基本思路

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• 开发环境：IAR for ARM 8.30.1
• MCU:STM32F103RCT6
• 存储介质：w25q32

1.实现思路

1.需要一个bootloader程序和APP程序
2.APP程序通过网络或者串口等方式将要升级的代码写到spiFlash中约定的位置，然后重启
3.bootloader判断spiFlash中是否有文件需要更新,有就将文件更新到stm32的内部Flash的App区域，然后跳 转到APP，否则直接跳转

2.知识储备

STM32闪存模块组织

stm32F103RCT6属于大容量型产品，ROM：256K,RAM:48K，页大小为2k，闪存分为三个块：

• 主存储器：页大小为2K,256K也就是128页
• 信息块：分为两个部分：
  • 系统存储器（存放启动程序代码，ST出厂固化，不可更改，用于ISP编程）
  • 用户选项字节（Option Bytes,可以用它设置读写保护，硬件看门狗使能啥的）
• 闪存存储器接口寄存器：操作stm32内部Flash要用到这些寄存器；

启动配置

● 从主闪存存储器启动：主闪存存储器被映射到启动空间(0x0000 0000)
● 从系统存储器启动：系统存储器被映射到启动空间(0x0000 0000)
● 从内置SRAM启动：只能在0x2000 0000开始的地址区访问SRAM

3.Bootloader和App的工程设置

Bootloader和App公用RAM，占用不同ROM空间，16K给Bootloader，240K给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程序中还要注意到的地方：修改中断向量偏移VECT_TAB_OFFSET，偏移量就是bootloader程序大小
    

4.Bootloader程序编写

话不多说，下面就是代码：

• 头文件

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

#ifndef FLASH_PAGE_SIZE
  #define FLASH_PAGE_SIZE                   (0x800U)       //MCU的Flash的页大小，大容量的为2K，其他是1K
#endif

#define APP_BASEADDR                        (0x08004000U)  //升级程序地址


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

#define SPIFLASHBUF_MAX_LEN                 (0x1000U)  //spi flash最大缓冲4096字节

• 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.判断spi flash DFU区是否有文件需要升级
  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;
  }
  //有文件需要升级
  DBG_LOG("[Boot] New Firmware Exist! Update Beginning..."); 
  
  //2.Flash解锁
  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.从SPIFlash中读出数据然后copy到内部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++){
      //注意基地址是在变化的
      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上锁
  HAL_FLASH_Lock();  
  
  //6.跳转到用户程序区
  JumpToApplication();
  
}