Stm8s-IAP-Bootloader设计概要.docx

stm：Bootloader项目介绍在之前的例程和实践中，我们都是使用st-link调试下载的方式进行程序烧录。大家可能已经认识到这种烧录方式的弊端了。因为这种烧录方式首先必须要有以下几个工具或者软件：烧录工具（不能芯片支持的工具不一样，有ST-Link，JTAG等）已经安装了IDE（IAR或者SVD或者CCS等）或者与烧录工具匹配的烧录软件的电脑烧录前后需要物理上电掉电（不建议ST-Link进行热插拔），即开/关电源.也许大家会觉得，对于学习而言，这些都能忍受。但是如果真正做成产品，如果还是用这种方式进行升级，那代价就太大。举个例子吧，我之前的工作是开发和维护大功率的UPS（不间断电源），主要客户是一些大型企业，例如银行的数据中心，中国移动网络中心。UPS内部有许多ARM芯片，DSP芯片。这类应用场合，即便给程序升级，客户也不会让你断电的，而且因为安全性要求，一般MCU，DSP都是在产品内部，根本无法对外开放烧录盒的烧录接口。所以绝大部分嵌入式产品，都会开发Bootloader程序。那么什么是Boot Loader呢？一般来说，嵌入式产品的软件都会分为两部分，第一部分为Bootloader，第二部分为主程序（Main APP），它们存放在flash的不同区域。Bootloader是上电或者复位以后先执行的，通过它，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，检测程序的完整性，判断是否需要从Bootloader跳转到APP或者更新APP。而主程序呢，则是真正用来实现产品面向客户的功能的。通常呢，在Bootloader会实现一种或者一种以上的IAP方式，可能是UART，SPI，CAN或者Ethernet等。本次例程呢，就是设计一个Bootloader，允许用户用电脑的串口+超级终端实现烧录功能程序流程设计秉承软件开发好习惯，coding前先想好思路，设计好流程框图，coding时才能事半功倍哦。 此次Bootloader程序主要分为三个模式：升级模式Upgrademode：对硬件初始化完成以后，率先检测这个模式，进入该模式的条件为，检测到升级程序的命令，否则进入下一个模式的检测。在这个模式下，LED指示灯闪烁速率最快，为50ms正常模式Normal Mode：这个模式主要作用为检测主程序是否有效，如果有效则进行程序跳转进入主程序，否则进行下一个模式的检测。这边建议在主程序控制LED指示灯以其他的频率（例如500ms或者1s）闪烁，以示区别。等待模式Wait Mode：如果上述两种模式都不满足，则停留在这个模式。这个模式主要作用为循环检测串口数据，如果有收到数据则进行解析，满足升级模式的进入条件则转到升级模式。该模式下，LED指示灯闪烁速率为200ms。程序流程框图如下：正常模式从之前的程序流程图可以看出，我们已经将stm8s的flash分为了Bootloader和Main APP，所以如果没有接到烧录指令且Main APP的flash区域已经有了正常的程序，那么bootloader就跳转到Main APP执行。那么怎么判断Main APP已经有了程序了呢？这边我提供一个比较简单方法。我们可以在Main APP的代码中，把某串特定的字符通过伪指令放入特定的地址，那么Bootloader只要读取该地址与预先规定好的字符是否一致。一致的话则认为Main APP存在。本次实践，我在Main APP中将“XLXWW”字符放入flash的0x9180地址中。当然如果对安全性要求更高的话，我们还可以定义更复杂的方式。业内比较通用的方式是除了刚才提到的方法，还会加上将整个Main APP的flash的值进行checksum校验等。升级模式升级指令会在在两种情况下收到：芯片内部只有bootloader芯片有bootloader和Main APP，且当前程序跑在Main APP。这种情况下，我们在跳转会Bootloader前需要先将这个信息写入EEPROM，bootloader才知道需要升级程序下面定义了升级模式过程中的步骤：如果之前未初始化UART，则首先初始化UART的配置；上位机（PC）通过串口发送询问请求，包括系统型号，程序版本等信息，Bootloader根据自己的信息回复，如果上位机认为匹配成功，则进行下一步上位机根据烧录文件的信息，发送开始烧录请求，请求包中包含了需要擦除的地址段。Bootloader根据上位机的请求，擦除对应地址的flash，成功后回复ok上位机分段将flash的Data传送给你Bootloader，Bootloader将数据依次写入Flash空间所有数据烧写完成后，上位机开始请求验证flash数据是否被正确写入。此时Bootloader分段读取flash数据，发送给上位机，上位机收到数据后与原始烧录文件的数据做对