STM32 BootLoader升級(jí)固件

　　Bootloader應(yīng)該是每個(gè)成熟產(chǎn)品都必須具備的功能，有了它，我們不用擔(dān)心產(chǎn)品銷售出去后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品固件有問題而無法解決的問題，有了Bootloader功能，我們可以非常方便的升級(jí)更新我們產(chǎn)品的固件！

　　該方案主要是基于USB HID協(xié)議實(shí)現(xiàn)的Bootloader，其升級(jí)操作流程如下動(dòng)畫所示：

　　功能簡介：

　　1，通過USB HID實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，該方案也同時(shí)集成了USB鍵盤的功能；

　　2，App固件傳輸是經(jīng)過AES加密的，可以防止非法人員竊取固件；

　　3，在開始升級(jí)固件之前，對(duì)固件文件進(jìn)行嚴(yán)格檢測，防止客戶選擇錯(cuò)誤文件；

　　4，升級(jí)操作非常簡單，無需在設(shè)備上做任何其他的操作，連接USB之后，只需要在軟件上選擇固件，再點(diǎn)擊升級(jí)固件按鈕即可；

　　5，固件燒寫完成后使用MD5算法對(duì)固件進(jìn)行校驗(yàn)，防止數(shù)據(jù)出錯(cuò)而導(dǎo)致升級(jí)失??；

　　6，固件升級(jí)完成之后，無需斷電重啟；

　　實(shí)際上，在STM32系列的單片機(jī)中，F(xiàn)lash本身就是分扇區(qū)的，一個(gè)扇區(qū)16KB的樣子，具體可以查看手冊(cè)。那么就可以用從第一個(gè)扇區(qū)的首地址開始下載BootLoader的程序，而從第二個(gè)扇區(qū)的起始地址開始下載APP程序。如下為STM32F4系列芯片的Flash模塊。

　　單片機(jī)上電之后開始執(zhí)行BootLoader程序，這是單片機(jī)會(huì)檢測用戶是否有升級(jí)應(yīng)用程序（APP）的請(qǐng)求，具體表現(xiàn)有很多種，例如檢測內(nèi)存卡，Nand Flash中是否包含升級(jí)文件，串口/I2C/SPI等外設(shè)接口是否傳來升級(jí)文件。據(jù)說還有使用GSM來升級(jí)的。

　　所謂的升級(jí)，就是將ROM/Flash中存儲(chǔ)APP程序的扇區(qū)內(nèi)容擦除并寫入新文件。例如一次固件升級(jí)的過程可以是：1、單片機(jī)上電執(zhí)行BootLoader，2、BootLoader查找升級(jí)文件，3、若找到文件，擦除Flash中的部分扇區(qū)（存APP的），4、在擦除的扇區(qū)寫入升級(jí)的文件，5、寫入完成，讀取數(shù)據(jù)檢驗(yàn)是否出錯(cuò)，6、若數(shù)據(jù)一致，升級(jí)成功，刪除升級(jí)文件，7、BootLoader程序跳轉(zhuǎn)到APP程序執(zhí)行。刪除升級(jí)文件是為了下次上電后不再進(jìn)行升級(jí)。

　　所謂的跳轉(zhuǎn)，可以理解程序指針的改變，變?yōu)橹赶駻PP程序扇區(qū)的起始地址

　　部分代碼

　　1、主函數(shù)

　　int main（void） { HAL_Init（）;//STM32初始化 SystemClock_Config（）;//時(shí)鐘配置 System_GPIOInit（）;//IO口配置 #ifdef BOOTLOAD_DISPLAY_ENABLE SystemColorInit（）;//顯示屏配置 #endif System_LoadUpdateFile（）;//升級(jí)函數(shù) while （1） { } }

　　2、升級(jí)函數(shù)

　　void System_LoadUpdateFile（void） { uint8_t res; if（bNandFlash_Error）//如果NandFlash錯(cuò)誤，串口打印錯(cuò)誤信息，跳轉(zhuǎn)到用戶程序 { d_printf（“NandFlash_Error jump\n”）; BootLoad_Jump（）;//跳轉(zhuǎn)函數(shù) return; } if（bNo_FileSystem）//如果沒有文件系統(tǒng)，串口打印錯(cuò)誤信息，跳轉(zhuǎn)到用戶程序 { d_printf（“no file system jump\n”）; BootLoad_Jump（）;//跳轉(zhuǎn)函數(shù) return; } if（f_open（&File， （char *）UPDATE_FILE_PATH， FA_READ）==FR_OK）//如果存在升級(jí)文件，開始執(zhí)行升級(jí) { d_printf（“update\n”）; if（BootLoad_Program（））//是否寫入成功 { f_close（&File）;//關(guān)閉升級(jí)文件 res=f_unlink（（char *）UPDATE_FILE_PATH）;//刪除升級(jí)文件 d_printfhex（res）;d_printf（“\n”）; res=f_unlink（（char *）UPDATE_DIR_PATH）;//刪除升級(jí)目錄 d_printfhex（res）;d_printf（“\n”）; BootLoad_Jump（）;//跳轉(zhuǎn)函數(shù) } else { HAL_FLASH_Lock（）;//鎖定Flash d_printf（“update fail\n”）; f_close（&File）;//關(guān)閉升級(jí)文件 BootLoad_Jump（）;//跳轉(zhuǎn)函數(shù) } } else { d_printf（“jump\n”）; f_close（&File）; BootLoad_Jump（）; } }

　　3、重寫Flash函數(shù)

　　uint8_t BootLoad_Program（void） { uint32_t BaseAddress=APPLICATION_ADDRESS;//APP地址 uint32_t i，br，datacnt=0; uint8_t data8; GlobalPtr32=（uint32_t *）BootBuff; HAL_FLASH_Unlock（）;//解鎖Flash if（BootLoad_Erase（）==false）//擦除Flash { return false; } d_printf（“size：”）;d_printfhex32（File.fsize）;d_printf（“\n”）; while（1） { f_read（&File，BootBuff，8192，（void *）&br）;//讀取升級(jí)文件 for （i=0;i《（br》》2）;i++） { if （HAL_FLASH_Program（FLASH_TYPEPROGRAM_WORD， BaseAddress， GlobalPtr32［i］） == HAL_OK）//寫入升級(jí)文件 { BaseAddress = BaseAddress +4; } else { d_printf（“program err\n”）; return false; } } datacnt+=br; if（datacnt》=File.fsize）//寫入完成 { break; } } d_printf（“verify\n”）; //驗(yàn)證Flash中的內(nèi)容與升級(jí)文件是否一致 f_lseek（&File，0）; //若一致代表升級(jí)成功 datacnt=0; //若不一致代表升級(jí)失敗 BaseAddress=APPLICATION_ADDRESS; while（1） { f_read（&File，BootBuff，8192，（void *）&br）; for （i=0;i《br;i++） { data8 = *（__IO uint8_t*）BaseAddress; if （data8 ！= BootBuff［i］） { d_printf（“error！\n”）; return false; } BaseAddress ++; } datacnt+=br; if（datacnt》=File.fsize） { break; } } HAL_FLASH_Lock（）;//鎖定Flash return true; }

　　4、跳轉(zhuǎn)函數(shù)（從BootLoader中跳轉(zhuǎn)到APP的main函數(shù)）

　　void BootLoad_Jump（void） { /* Check Vector Table： Test if user code is programmed starting from address “APPLICATION_ADDRESS” */ d_printfhex32（（*（__IO uint32_t*）APPLICATION_ADDRESS））;d_printf（“\n”）; if （（（*（__IO uint32_t*）APPLICATION_ADDRESS） & 0x2FFE0000 ） == 0x20000000） { JumpAddress = *（__IO uint32_t*） （APPLICATION_ADDRESS +4）; d_printfhex32（JumpAddress）;d_printf（“\n”）; HAL_Delay（100）; Jump_To_Application = （pFunction） JumpAddress; /* Initialize user application‘s Stack Pointer */ __set_MSP（*（__IO uint32_t*） APPLICATION_ADDRESS）; Jump_To_Application（）; } }