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:\Keil\ARM\ARMCC\bin\fromelf.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 <stdio.h>
#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...\r\n");delay_ms(100);flag = FlashIAPReadFlag(&iap);printf("flag: %d\n", flag);printf("iap.version: %d\n", iap.version);printf("iap.size: %d\n", iap.size);if(0 == flag){FlashCopy(APP_START_ADDR, IAP_APP_START, &iap);printf("copy ok!\n");}jump_to_app();return 0;
}

#include <string.h>  
#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 <= pageremain) // 程序总大小小于等于单页大小{pageremain = info->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 <string.h>
#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;
}