STM32F072使用SD卡进行IAP升级

黑色裂变 · 发表于 2017-9-15 17:31:55

本帖最后由黑色裂变于 2017-9-18 09:22 编辑

之前做的一个小项目，因为刚开始没有考虑到以后会经常升级，而每次升级都要旋开4颗螺丝拆壳，然后烧程序，再装壳，如果只要更新几个倒没啥感觉，但是一下更新几百个，那工作量。。。。，正好板子上有SD卡，就想着写个Bootloader程序，通过读取SD卡中的Bin文件进行IAP升级，这样可以大大简化以后的升级。IAP升级原理就不多说了，网上相关的资料和帖子一大堆，这里简单介绍我做的IAP方案，欢迎大家批评指正！
Bootloader程序设计
bootloader程序的设计思路很简单，流程图如下：

初始化程序就不介绍了，比较简单。主要介绍下Bin文件检测以及IAP过程。我将IAP过程分为5个步骤，如下：
Step1：检查是否存在升级文件，若存在，打开后跳至Step2，若不存在或者打开失败，跳至Step5
Step2：擦除App程序对应的扇区，擦除成功后跳至Step3，若擦除失败，跳至Step5
Step3：使用f_read()函数读取Bin文件，每次读取2048个字节，并写入Flash。当文件全部被写入flash后跳至Step4，若中间出现写入错误，跳至Step5
Step4：检查栈顶地址，跳转至App程序。若栈顶地址非法，跳至Step5
Step5：此步表示本次升级失败，死循环，同时LED提示升级失败，等待重新上电
查找升级文件时我固定从Update文件夹查找，所以只要将Bin文件拷贝至Update文件夹就行了。
五个步骤的转换是通过switch函数实现的。代码如下：

while(1)
{
switch(iap_step)
{
/* Step1:检查是否存在升级文件 */
case 1:
{
/* 查找升级文件 */
result = f_findfirst(&dj, &fno, "0:/Update", "FDR_update*.bin");
/* 存在升级文件 */
if(result==FR_OK && fno.fname[0])
{
/* 获取文件名字符串 */
#if _USE_LFN
fn_str = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname;
#else
fn_str = fno.fname;
#endif
/* 得到完整的文件名路径 */
sprintf(fname_path,"/Update/%s",fn_str);
/* 打开升级文件 */
result = f_open(&file_fdr,fname_path,FA_OPEN_EXISTING|FA_READ);
if(result==FR_OK)
{
/* 打开成功，准备升级 */
iap_step = 2;
}
else
{
/* 打开失败 */
f_close(&file_fdr);
f_closedir(&dj);
iap_step = 5;
}
}
else
{
/* 不存在升级文件，直接跳转 */
f_closedir(&dj);
iap_step = 4;
}
break;
}
/* Step2:存在升级文件，先擦除扇区 */
case 2:
{
FLASH_Unlock();
res = IAP_FLASH_Erase(APPLICATION_ADDRESS);
FLASH_Lock();
if( res )
{
iap_step = 3;
}
else
{
f_close(&file_fdr);
f_closedir(&dj);
iap_step = 5;
}
break;
}
/* Step3:扇区擦除成功，准备依次读取并写入 */
case 3:
{
memset(appbuf,0xFF,2052);
f_read(&file_fdr,appbuf,2048,&br);
FLASH_Unlock();
res = IAP_FLASH_Write((u32*)appbuf,(u16)ceil(br/4.0f));
FLASH_Lock();
Toggle_LED_AP();
if(res == 0)
{
f_close(&file_fdr);
f_closedir(&dj);
iap_step = 5;
}
else
{
/* 文件读完了 */
if(br<2048)
{
f_close(&file_fdr);
f_closedir(&dj);
f_unlink(fname_path);
iap_step = 4;
}
}
break;
}
/* Step4:跳转至App程序 */
case 4:
{
/* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */
if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
{
/* Jump to user application */
JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4);
Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
/* Initialize user application's Stack Pointer */
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS);
/* Jump to application */
Jump_To_Application();
}
else
{
iap_step = 5;
}
break;
}
/* Step5:升级失败，等待重新上电 */
case 5:
{
if(GetFreqFlag(FREQ_0_5HZ))
{
Toggle_LED_AP();
}
break;
}
default:
{
iap_step = 1;
break;
}
}//iap step switch
}//end of bootloader while(1)

复制代码

特别要注意形参uint16_t Datalength是指的字数，就是uint32_t类型变量的数量，而f_read读取的是字节数，要除以4进行转换，刚开始就是没有转换导致写的flash数据不正常，跳转后死机。
跳转程序也是参考的官方例程。我设置的App程序起始地址为：0x0800 A000
此外bootloader程序的IAR工程配置如图，flash地址范围：0x0800 0000 - 0x0800 9FFF，占用40K

App程序设计
1、App程序主要在原来的程序基础上修改flash起始和结束地址，以及中断向量偏移。Flash地址范围我设为：0x0800 A000 – 0x0801 FFFF，占用88K，IAR配置如下：

2、由于STM32F0没有像F1，F4那样的中断向量偏移寄存器，需要通过进行内存地址映射来实现，具体实现原理参见http://www.51hei.com/bbs/dpj-40938-1.html
所以在App程序main函数开始的地方加如下代码：（参考官方例程修改）

app设置

其实在官方例程中为 RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);这并没有打开系统配置时钟，应该改为RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);我也是看到网上其他帖子才发现并改正过来的，在这里感谢网友们的分享！
以上就是我做的STM32F0的IAP升级方案，实际测试感觉速度很快，可能我的App程序不大，50K左右，升级过程基本在3秒以内。