STM32F769DK 云端固件升级例程软件开发文档

zero99 · 发表于 2018-10-17 16:05:56

STM32F769DK 云端固件升级例程软件开发文档

1. 前言
STM32F769DK 云端固件升级例程分为两部分：Bootloader 和用户应用程序。
该软件基于 STM32F7Cube 库运行在 STM32F769I-DISCO 探索板上，利用百度的 IoT 平台实现了从云端更新固件的功能。 Bootloader 部分主要负责将新版本用户应用程序从 QSPI Flash 烧到 MCU 内部 Flash 中，并跳转到应用程序运行，功能相对简单。

用户应用程序部分除了用户自己的功能程序外，还包括固件版本云端推送，固件文件云端下载以及断点续传等功能，程序结构相对复杂。

本文档主要介绍用户应用程序这部分。也会对 Bootloader 做简单介绍。

用户应用程序软件包包括以下功能组件
从云端更新固件的应用程序代码
- MbedTLS（用于建立和云端的安全连接）
- LwIP（使用有线连接时的 TCP/IP 协议栈）
- FreeRTOS
- Paho Embedded MQTT（MQTT 客户端在 STM32 上的实现）
- cJSON（封装和解析 MQTT 数据包负载）
- STM32F769I-Disc 的板级驱动（包括 QSPI Flash，LCD，Wifi 模块等驱动）
- STM32F7 系列的 HAL库

支持 IAR Embedded Workbench IDE，V7.80.4 及以上版本。
本例程仅作为 STM32 无线远程升级功能的参考。

2. 软件架构
用户应用程序的软件分层如下图，应用层程序可以通过接口函数调用各层的服务。
- STM32F7Cube HAL 库：HAL 驱动层向上层软件提供了使用各个外设的接口函数。包括通常的或扩展属性的 APIs。
上层的中间件，应用程序等可以通过调用这些 API 函数来操作外设，这样便不会使得上层的软件依赖于某个特定的
MCU。使得程序更具有复用性，并且容易移植到其他的 MCU 系列上去。
- STM32F769DK BSP 板级驱动：针对 STM32F769DK 这块板子上使用到的外设和资源，提供了相应的 API 函数，比如 LED 灯的控制，按键的操作等。
- LwIP 协议栈：TCP/IP 协议的实现。
- mbedTLS: 支持设备与云端建立 TLS 连接。
- Paho：Paho Embedded MQTT 实现 MQTT 客户端部分的协议。支持与云端建立 MQTT 通信。
- cJSON：针对嵌入式系统，提供 JSON 格式数据的解析。
- FreeRTOS: 轻量级的实时操作系统。

除此以外，应用层还实现了:
- 连接百度 IoT 平台的 MQTT 客户端: 基于 Paho，根据百度 IoT 平台的连接逻辑进行封装实现。
- HTTP 客户端：在 MCU 端实现了 HTTP 客户端，支持通过 TCP 或者 TLS 的方式从云端下载文件。
- 远程固件更新的程序：实现云端推送，自动下载，以及断点续传的逻辑。

3. 文件结构

用户应用程序的文件结构如下：