硬件:stm32f103cbt6 軟件:STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0
1 預(yù)備知識(shí) 2 Bootloader
3 Application
4 附件
1 預(yù)備知識(shí) 基于標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0)的 IAP 升級(jí)相關(guān)資料可以參考 IAP ST 官方資料匯總。
STM32 升級(jí)的三種方式:IAP,ICP,ISP;具體有什么區(qū)別可以自行 Google;
本文需要實(shí)現(xiàn) STM32 的 Bootloader(后面 Bootloader/IAP 不加以區(qū)分),文件傳輸基于 ymodem 協(xié)議通過串口進(jìn)行傳輸,這里參考了 ST 官方的 DEMO —— STM32F10xxx in-application programming using the USART AN2557,在此基礎(chǔ)上做了部分修改,增加了延時(shí)啟動(dòng)的功能,最終可以實(shí)現(xiàn)想要的效果。
由上圖可知,STM32 內(nèi)置的 Flash 被分成了兩個(gè)部分,分別用來保存 Bootloader 和 Application 程序,這里有兩個(gè)有兩個(gè) FLASH 起始地址 0x8000000 和 0x8003000;
為什么是 0x8000000 這個(gè)地址呢?而不是其他地址呢?這是由 M3 內(nèi)核硬件上的設(shè)計(jì)就已經(jīng)這么做了,人為設(shè)計(jì)好了,可以參考 M3 內(nèi)核權(quán)威指南;
0x8003000 這個(gè)地址則是由我們自己來規(guī)定的,這個(gè)地址的范圍必須在 0x8000000 和 0x8020000 之間,所以一般根據(jù) Bootloader 程序的最終大小,在這范圍之間取一個(gè)比較合理的值即可。如下圖所示;
注意:本文使用的
2 Bootloader 2.1 啟動(dòng)流程 這里的 Bootloader 即為 IAP 程序,它具備以下幾個(gè)功能;
支持文件傳輸;本文基于 ymodem 協(xié)議通過串口通訊接收或發(fā)送的 bin 文件;當(dāng)然也可以通過 I2C,SPI,USB,WiFi,藍(lán)牙等等進(jìn)行文件傳輸;
對(duì)內(nèi)置 Flash 進(jìn)行讀寫,擦除和編程;
啟動(dòng) Application 程序;
前面分析 STM32 啟動(dòng)文件的時(shí)候,我們可以知道,正常一個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)流程,可以參考 《STM32 標(biāo)準(zhǔn)庫 V3.5 啟動(dòng)文件 startup_stm32f10xxx.s 分析》;
由該圖可以知道程序正常啟動(dòng)流程;以下表格一四個(gè)向量是必須的,從圖中也可以了解到;
2.2 校驗(yàn)跳轉(zhuǎn)地址是否有效 在主函數(shù)中可以看到如下程序;甚是不解和迷茫;沉思一會(huì)兒才恍然大悟;
本文中 ApplicationAddress = 0x8000000;那么*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress)則是這個(gè)地址中所保存的值,由表格一可以知道,程序起始地址的第一個(gè)向量地址保存的棧頂?shù)模虼?,地?0x800_0000 和 0x800_3000 中保存的值都是指向棧頂,如下圖所示;
棧是在 RAM 上分配,因此 RAM 的有效范圍要做一個(gè)檢測(cè),棧頂?shù)刂泛?0x2FFE0000 做與運(yùn)算可以推算出,要校驗(yàn)的 RAM 范圍是 0x2000_0000—0x2001_FFFF,所以 RAM 大小是 128K,官方 DEMO 默認(rèn)使用 HD 高密度系列,所以是 128K,本文是 CBT6,20K 的 RAM,則需要改成 0x2FFFB000:
計(jì)算方式:20K = 20*1024= 0x5000,0x2FFF_FFFF - (0x5000 - 1) = 0x2FFF_B000
2.3 Keil 工程 IAP 的相關(guān)設(shè)置 2.3.1 修改 Flash 地址
設(shè)置 Debug 工具燒寫時(shí) Flash 的起始地址 0x800000 和大小 0x3000;
2.3.2 使用自己的鏈接腳本 該項(xiàng)為選配,與上述配置二選一即可,如果仍然想使用自己的鏈接腳本,在 Option-->Linker 下將 Use Memort Layout from Target Dialog 選項(xiàng)勾選去掉,然后選擇自己的鏈接腳本,如下圖進(jìn)行配置;
參考 ARMCC 的鏈接腳本編寫方法,可以自己編寫的 srt 文件,參考 ARM 分散加載技術(shù);
如果用的 gcc 工具鏈,則要編寫 gcc 的鏈接腳本 ld 文件;
2.3.3 下載固件 配置完成之后進(jìn)行 Build,然后通過 SWD 的方式先下載固件,進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
3 Application 3.1 啟動(dòng)流程 用戶的 Application 需要在 IAP 啟動(dòng)完成后,才能正常執(zhí)行;具體啟動(dòng)過程,比正常應(yīng)用的啟動(dòng)多了一個(gè) IAP 啟動(dòng)的過程,并最終通過 IAP 引導(dǎo)進(jìn)入 Application;具體如下圖所示;白色部分為 IAP; 灰色部分為 Application;
圖中的 0x8000004+N+M 就等于 0x8003004,所以 Application 的啟動(dòng)地址需要進(jìn)行修改,另外還有其他需要修改的地方,下面會(huì)詳細(xì)指出。
3.2 IAP 中的引導(dǎo)部分 參考 IAP 中的引導(dǎo)程序;
可以發(fā)現(xiàn)的是 SP 的值為 0x8003000,指向棧頂,而 0x8003004 則為 ResetHander 的地址,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行復(fù)位,然后開始 Application 正常啟動(dòng)流程;
3.3 關(guān)于 VTOR VTOR 是向量表偏移量寄存器,它將用來告訴 CPU,從 Flash 的哪個(gè)地方去取向量地址,第一個(gè)要取的是 MSP 的值,然后就是復(fù)位向量地址 ResetHandler,如果這里設(shè)置錯(cuò)誤,那么程序是無法正常啟動(dòng)的。下面是標(biāo)準(zhǔn)庫中與其相關(guān)的代碼片段;
所以 Application 中還需要修改 VECT_TAB_OFFSET 的值為 0x3000;
參考 M3 權(quán)威指南: 如果需要?jiǎng)討B(tài)地更改向量表,則對(duì)于任何器件來說,向量表的起始處都必須包含以下向量:
主堆棧指針(MSP)的初始值
復(fù)位向量
NMI
硬 fault 服務(wù)例程 后兩者也是必需的,因?yàn)橛锌赡茉谝龑?dǎo)過程中發(fā)生這兩種異常??梢栽?SRAM 中開出一塊空間用于存儲(chǔ)向量表。在引導(dǎo)期間先填寫好各向量,然后在引導(dǎo)完成后,就可以啟用內(nèi)存中的新向量表,從而實(shí)現(xiàn)向量可動(dòng)態(tài)調(diào)整的能力。
3.4 Keil 工程設(shè)置 3.4.1 Flash 地址設(shè)置 與 IAP 工程設(shè)置類似,這里的 Application 是另一個(gè) Keil 工程,同樣的需要對(duì) Flash 進(jìn)行設(shè)置,如下圖所示;
這里 Application 工程的 Flash 地址偏移了 0x3000,正是之前 Bootloader 所占用的 Flash 空間大小,這里和 VTOR 的設(shè)置也必須保持一致;
3.4.2 hex2bin配置工程最終生成
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