如何才能將Bootloader和Application關(guān)聯(lián)起來

2將Application Project和

Bootloader關(guān)聯(lián)起來

接下來，我們要利用該Bootloader調(diào)試目標(biāo)Application Project，如何才能將Bootloader和Application關(guān)聯(lián)起來呢？就需要借助剛才提到的Bootloader Project Build所生成的***.bld文件。

除了新建Project，也可以將任意一個(gè)現(xiàn)有的Project跟Bootloader關(guān)聯(lián)起來，此時(shí)，該P(yáng)roject編譯的地址為Primary Slot起始地址加上Header大小。

Application Project會(huì)利用.bld中的內(nèi)容替代原始的鏈接腳本文件（linker script file）。編譯的起始地址來自標(biāo)號(hào)FLASH_IMAGE_START，中的值為0x00010200，可以看到，Header大小0x200已經(jīng)包含進(jìn)來。

另外，由于需要使用Python對(duì)Application Image進(jìn)行處理，因此需要在本地安裝Python以及相關(guān)插件的支持。該操作僅需執(zhí)行一次。

具體的步驟如下，在Project Tree界面下找到ramcu-toolsMCUbootscripts，鼠標(biāo)點(diǎn)擊右鍵，Command Window，則會(huì)在打開命令行界面，并進(jìn)入scripts文件夾。鍵入如下命令，安裝Python所需的lib。

pip3 install --user -r scripts/requirements.txt

Python安裝所需Lib的提示信息

Python命令中包含e2 studio中的Placeholder，針對(duì)某個(gè)具體的Project，在執(zhí)行的時(shí)候會(huì)解析為Workspace下的Project路徑以及Project名稱。

通過環(huán)境變量將Application Project關(guān)聯(lián)起來

打開Application Project的屬性界面，在C/C++ Build → Build Variables下添加.bld文件。

添加.bld文件到Application Project的Build Variables

同時(shí)，對(duì)Application Project Image進(jìn)行簽名操作所需的公鑰放在Bootloader中，因此也需要將該文件鏈接到Application Project中，具體的實(shí)現(xiàn)方式如下：

添加Public Key for Sign

注意，此時(shí)Public Key for Sign依然位于Bootloader Project所在路徑，該配置只是引入該文件的地址，使得在Application Project中調(diào)用Python腳本對(duì)Image進(jìn)行簽名操作時(shí)找到該P(yáng)ublic Key。

另外，Image文件的版本信息可以通過添加Environment variable實(shí)現(xiàn)，配置方式如下：

將Image版本號(hào)添加到Environment variable

最終生成的版本信息會(huì)以4字節(jié)添加到Header中。

為保證每次Environment variables有變化或者Bootloader生成的***.bld發(fā)生改變時(shí)，Application Project都可以重新編譯，需在Pre-build中增加以下內(nèi)容：

rm -f ${ProjName}.elf

Pre-build step添加刪除***.elf的操作

完成了以上的所有基礎(chǔ)配置后，可以編譯Application Project。在Console界面查看Build Log，可以發(fā)現(xiàn)編譯完成后，增加了對(duì)Image文件的處理。

對(duì)Image簽名操作對(duì)應(yīng)的Python內(nèi)容

此時(shí)生成的***.bin.signed文件包含了Header，TLV和Trailer等內(nèi)容，可以被Bootloader識(shí)別并運(yùn)行。利用工具打開該文件，可以發(fā)現(xiàn)它不同于原始的Application Image文件：

.bin.signed文件結(jié)構(gòu)

開始的0x200字節(jié)是Header信息，在e2 studio中通過Environment variable傳入的版本信息1.0.0在0x14地址偏移上。關(guān)于其他部分的細(xì)節(jié)，感興趣的朋友可自行查閱。

Application Image開始的0x200處，第二個(gè)4字節(jié)即當(dāng)前的中斷向量表起始地址，可以看到是小端格式的0x00012215，在Primary Slot地址空間（0x00010000～0x87FFF）內(nèi)。

3調(diào)試Application Project

由于芯片上電后需要從0地址（具體地說是0004h地址處）的中斷向量開始運(yùn)行，因此，調(diào)試Application Project時(shí)需要下載Bootloader 文件，我們?cè)贏pplication Project的Debug Configuration中添加相關(guān)部分。

Application Project Debug Configuration Startup選項(xiàng)卡配置

增加對(duì)于Bootloader的加載，類型選項(xiàng)設(shè)定為Image and Symbols，這樣調(diào)試狀態(tài)下可以跟蹤Bootloader中代碼運(yùn)行的狀態(tài)。

同時(shí)，將Application Project對(duì)應(yīng)的***.elf → Load type設(shè)定為Symbols only，僅下載標(biāo)號(hào)。由于加載了Application Project對(duì)應(yīng)的symbol，因此我們可以調(diào)試時(shí)檢查代碼的運(yùn)行狀態(tài)。但實(shí)際下載到code flash的內(nèi)容是經(jīng)過了Python腳本處理，增加了Header，TLV和Trailer等信息的***.bin.signed文件，因此可以通過Bootloader的安全校驗(yàn)。

按下Debug按鈕，啟動(dòng)調(diào)試，PC指針會(huì)停在Bootloader的Reset向量處，從地址0xa534（低于0x10000）可以判斷當(dāng)前位于Bootloader地址空間范圍內(nèi)。

調(diào)試Application Project

點(diǎn)擊Load Ancillary按鈕，將Application Project Debug文件夾下的***.bin.signed下載到芯片上，注意選擇地址為Primary Slot起始地址0x10000。

將1.0.0版本Image ***.bin.signed文件下載到Primary Slot的起始地址0x10000

在memory窗口檢查當(dāng)前Primary Slot中的內(nèi)容，可以看到Image版本為1.0.0。

Primary Slot中存儲(chǔ)了1.0.0版本的Image

點(diǎn)擊Resume，可以發(fā)現(xiàn)PC指針停在Primary Slot的Application Project Reset向量處，此時(shí)PC指針地址0x00012264位于Primary Slot地址空間范圍（0x10000～0x87FFF）。如下所示：

PC指針運(yùn)行在Primary Slot中

再次點(diǎn)擊resume，則可以觀察到代碼運(yùn)行在Primary Slot的Application Project中。

4升級(jí)并驗(yàn)證

由于升級(jí)方式是基于應(yīng)用層面的實(shí)現(xiàn)，因此依賴客戶的設(shè)計(jì)。如果需要展示，則建議參考下方鏈接Application Note中的內(nèi)容，對(duì)應(yīng)的示例代碼包含了遵循XModem協(xié)議利用UART傳輸Image。

RA6 MCU Advanced Secure Bootloader Design using MCUboot and Code Flash Dualbank Mode

在調(diào)試狀態(tài)下，可以通過將待更新的Image文件下載到Secondary Slot中，重啟即可使得升級(jí)生效。

在Application Project上稍作修改，比如原始的Project在EK-RA6M4上使三個(gè)LED（紅綠藍(lán)）一起閃爍，而我們將代碼更新為只有一個(gè)LED（藍(lán)色）閃爍。同時(shí)，將Image Version從1.0.0更改為1.1.0，重新Build Project，確認(rèn)Debug文件夾下的.bin.signed重新生成了。

現(xiàn)在將1.1.0版本的Image燒錄到Secondary Slot中，點(diǎn)擊Load Ancillary，選中***.bin.signed，目標(biāo)地址選擇0x88000。

將1.1.0版本Image下載到Secondary Slot中

下載成功后查看Memory中的內(nèi)容，可以確認(rèn)Secondary Slot存儲(chǔ)了1.1.0版本的Image。

Secondary Slot保存了1.1.0版本的Image

按下Reset按鈕，使得Bootloader運(yùn)行，啟動(dòng)代碼升級(jí)。

可以看到EK-RA6M4從三顆LED閃爍變?yōu)閮H有一顆藍(lán)色LED閃爍，表明升級(jí)成功。

升級(jí)完成后查看Secondary Slot對(duì)應(yīng)的Flash已經(jīng)擦除，Primary Slot中保存了1.1.0版本的Image文件，如下所示。

Primary Slot保存了1.1.0版本的Image，Secondary Slot被擦除