STM32+IAP方案 实现网络升级应用固件
关注了这个概念有些日子了,这段时间总算有机会实战==网络升级应用固件,这里记录下遇到的问题,及解决方案。
原理与网上流传的串口作为传输手段 一致;不同之处,无非我这里使用了网络设备传输。==(lwip)TFTP客户端的应用.
参考:
IAR环境下STM32+IAP方案的实现
STM32浅谈之IAP.pdf
基于IAP和Keil MDK的远程升级设计
keil MDK中如何生成*.bin格式的文件
概况:
什么是IAP,为什么要IAP
可实现的原理
实现过程
细节及实现
以上基本都可以从【IAR环境下STM32+IAP方案的实现】中找到答案。这里只是贴图,醒目:
IAP框架布局:
STM32F103ZET6的启动方式有三种:内置FLASH启动、内置SRAM启动、系统存储器ROM启动,通过BOOT0和BOOT1引脚的设置可以选择从哪中方式启动,这里选择内置的FLASH启动。其FLASH的地址为0x08000000—0x0807ffff,共512KB,这些都能从芯片数据手册中直接得到。而这里首要的一个问题是中断的问题。正常情况下发生中断的过程为:发生中断(中断请求),到中断向量表查找中断函数入口地址,跳转到中断函数,执行中断函数,中断返回。也就是说在STM32的内置的Flash中有一个中断向量表来存放各个中断服务函数的入口地址,内置Flash的分配情况大致如下图2-1。
在内置的Flash里面添加一个BootLoader程序,BootLoader程序和user application各有一个中断向量表,假设BootLoader程序占用的空间为N+M字节,则程序的走向应该如图2-2所示(借用网友的原图并做改动,其中虚线部分为原图步骤④⑤的走向,本人改为指向灰色部分)。
上电初始程序依然从0x08000004处取出复位中断向量地址,执行复位中断函数后跳转到IAP的main(标号①所示),在IAP的main函数执行完成后强制跳转到0x08000004+N+M处(标号②所示),最后跳转到新的main函数中来(标号③所示),当发生中断请求后,程序跳转到新的中断向量表中取出新的中断函数入口地址,再跳转到新的中断服务函数中执行(标号④⑤所示),执行完中断函数后再返回到main函数中来(标号⑥所示)。
对于步骤④⑤,网友认为是:“在main执行的过程中,如果CPU得到一个中断请求,PC指针仍强制跳转到地址0x08000004中断向量表处,而不是新的中断向量表,如图标号④所示,程序再根据我们设置的中断向量表偏移量,跳转到对应中断源新的中断服务程序中,如图标号⑤所示”。我对此的理解是:“当发生中断后,程序从0x08000004(旧)处的中断向量表中得到相应的中断服务函数入口地址,继而跳转到相应的中断服务程序”。但是旧的中断向量列表里边存放的是IAP程序中断函数的入口地址,它是如何得到user程序中断函数的入口地址呢?所以我觉得此种说法是错误的。“当发生中断时PC指针强制会跳转到0x08000004处”这种说法并没有错,只是忽略了后续的一些知识要点而导致这个说法出现矛盾。
对于步骤④⑤我认为的是,在main函数的执行过程中,如果CPU得到一个中断请求,PC指针本来应该跳转到0x08000004处的中断向量表,由于我们设置了中断向量表偏移量为N+M,因此PC指针被强制跳转到0x08000004+N+M处的中断向量表中得到相应的中断函数地址(待求证),再跳转到相应新的中断服务函数,执行结束后返回到main函数中来。
IAP流程描述:
1、IAP的bootloader引导程序
IAP在应用中编程,可以拓展成远程网络更新应用固件。
片内的flash,至少划分成2个分区,对应至少两个完整的程序;
低地址分区端推荐放入IAP程序==bootloader引导程序(这里边的手段可以是串口、网络等不同的方式),高地址分区端推荐烧写app固件。
关键点提及:
IAP程序中,当满足跳转条件(被触发)时,执行跳转代码到app应用固件程序,跳转代码流程:
至少需要设定跳转目的地的app应用固件 栈顶指针,:
/* Initialize user application's Stack Pointer */
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) USER_FLASH_FIRST_PAGE_ADDRESS);
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其中,app应用固件的分区地址:
#define USER_FLASH_FIRST_PAGE_ADDRESS 0x08009000
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2、app应用固件
需要两处的更改,不然错误未知
IROM设置如图:
中断向量表偏移:
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,VectorTable_Offset);
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其中:
#define NVIC_VectTab_FLASH ((uint32_t)0x08000000)
#define VectorTable_Offset 0x9000
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查错:
如果做了上边的工作,IAP依然无法顺利执行跳转至app应用程序,可以查看.map和.bin文件,确定是否如实的改变的中断向量表的偏移和栈顶指针,如图:
.bin文件:
可以看到,主栈顶MSP地址=0x2000C8C8、reset_handler地址=0x08009189
如此,才能生效,否则,可能原因:
修改后的向量表偏移,在之后的程序中,又再次被还原,通过如下的函数:
void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset);
void SystemInit (void);
SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;
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附:
1、如需要.hex文件转.bin,参见上边的文章
当然,就算使用.hex文件,同样可以升级,只是需要修改IAP中判定已经升级的文件是否有效,文件条件部分的代码,
if(((*(__IO uint32_t*)USER_FLASH_FIRST_PAGE_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
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2、地址偏移后的app应用程序,是否能够独立的运行?
不能,理由:
可知,开机上电并不能够找到我们指定的偏移后的向量表。