STM32 IAP 升級設計（HAL）

基本概念

STM32 MCU的內部FLASH有特定的起始地址（0x80000000），而STM32在啟動時，會檢測啟動控制管腳BOOT0和BOOT1的狀態，如果是指定從FLASH啟動（另外兩種是SRAM啟動和ISP對應的內部儲存啟動），則會進行地址對映，將0x80000000對映為0地址，而0地址和字1地址（0x80000004），裡面存放的分別是棧頂地址（指示記憶體SRAM可用空間，是SRAM的0地址+有效空間後的那個地址）和復位中斷響應服務程式地址。CPU取了棧頂地址，作為後續SRAM操作時的引數。0x80000004也是發生中斷時，MCU查詢中斷服務程式地址所用的中斷向量表基址。復位時從第一個字地址取復位中斷服務程式地址，在復位中斷服務程式裡跳轉執行SystemInit()函數，執行完再跳轉執行__main函數，最終跳轉到main()函數。

對於IAP的實現，比較好的方式是分為兩部分程式碼，boot和app部分，boot部分和原來的啟動過程相同，只是main（）函數裡是升級操作控制過程程式，執行完後，重新對映中斷向量表為app程式的中斷向量表，通過獲取app程式中斷向量表裡的復位中斷服務程式地址，跳轉執行最終實現執行app程式的main()函數。

app存放於FLASH的另外一個區域，對於STM32CUBEIDE工具，修改app程式下載的起始地址和範圍，需要修改 STM32***TX_FLASH.ld。如將FLASH (rx) : ORIGIN = 0x8000000, LENGTH = 128K 一句，修改為 FLASH (rx) : ORIGIN = 0x8008000, LENGTH = 96K。SRAM的棧頂地址也可以修改（限制程式執行時使用的RAM範圍），如下圖所示位置：
boot程式碼裡如下類似的程式碼，檢查app儲存空間首地址裡存放的是否是有效棧頂地址（0x2FFE0000對應檢查值為x0200020000的棧頂，避免SRAM操作地址不正確）以驗證新的app程式是否已寫到Flash儲存空間（可選方式，可用其它方式替代）。注意app佔用FLASH的空間首地址，不能超過boot佔用FLASH的最大地址。

app程式裡，還需要設定一項中斷向量表偏移地址量，偏移量對應app在Flash燒錄的地址偏移量。

根據

改為

對於STM32CUBEIDE，在Windows-Show View裡去找到Build Analyzer可以看到對儲存空間的佔用情況。如：


如果直接將boot和app部分通過ST-LINK進行燒錄，注意在boot和app分開情況，在對晶片內部FLASH進行擦除時，實現部分擦除（只擦除燒錄的磁區）後再寫入。 STM32CUBEIDE預設對所設定的FLASH地址空間對應的磁區做全部擦除後再寫入，對於所設定的FLASH地址空間外的物理FLASH空間不做擦除。因此boot和app程式部分，設定好不重疊的FLASH地址空間，則程式可以分別燒錄進去而不會產生影響。如果需要對燒錄進行更靈活的控制或者檢視FLASH情況,可以用STM32CubeProgrammer軟體（或STM32 ST-LINK Utility）。

對於app程式，需要生成.bin檔案，從而boot程式，通過外部介面接收此檔案內容並放置於Flash特定開始地址。對於STM32CUBEIDE,在post build設定中設定

arm-none-eabi-objcopy "${ProjName}.elf" -O binary "${ProjName}.bin"

boot程式建議採用晶片內部時鐘供時鐘，app基於應用要求採用外部時鐘或內部時鐘供時鐘，如此，boot程式過程不受外部時鐘故障的影響，但如果資料傳輸過程需要更穩定的時鐘，boot程式也可以採用外部時鐘供時鐘。

自定義的升級握手協定

1. 因為選項位元組的寫操作穩定性存在風險，優選內部FLASH的最後一個位元組用於升級狀態控制位元組。可以通過使用者端程式控制，設定其狀態（如為0x55表示下次重新啟動後要進入長等待升級流程，為其它表示只進入短等待升級流程）。如存在內部EEPROM，也可從內部EEPROM安排一個位元組用作升級控制位元組。也可以用外部EEPROM或FLASH的空間裡的位元組用作升級控制位元組。如用STM32內部FLASH的最後位元組做升級控制/標識位元組，要使用自行設計的內部FLASH的BYTE寫讀函數（帶有原有頁面資料保護功能，參見：https://blog.csdn.net/hwytree/article/details/103907992）。
2. STM32上電或復位後，檢查狀態位元組的最高位，如果為0x55，則進入長等待狀態，等待特定介面收到特定位元組組後（對這個位元組組只收一次，後面收到的忽略，如0x55 0xaa 0x55 0xaa，傳送方0.2s發一次），傳送特定位元組組(如0x55 0xaa 0x55 0xaa)給燒錄控制方指示可以傳送資料位元組，延時特定時間如0.5s進入資料接收狀態，燒錄控制方停止傳送升級指示位元組組，延時特定時間如1s後傳送資料，STM32通過超時接收方式接收資料，如0x05 0x50 0x05 0x50+2個位元組後續資料位元組數(高位元組在前)+ 2個位元組報文編號(從1開始編號,高位元組在前)，接收的資料部分含同樣的兩份資料，便於STM32做有效接收校驗，如果報文編號連續性和資料都校驗正確，將有效的資料位元組放入FLASH，接著傳送特定位元組組給燒錄控制方(如0x05 0x50 0x05 0x50) ；如果資料校驗錯誤或報文連續性校驗出錯，則傳送特定位元組組給燒錄控制方(如0x05 0x0f 0x05 0x0f)，燒錄控制方重發出錯的報文。一旦整個過程接收完成，STM32收到指示燒錄完成的位元組組（如0xaa 0x55 0xaa 0x55），則將狀態位元組置為0，並將原本初始化的資源去初始化。再進入到後續的app跳轉流程。
3. STM32上電或復位後，檢查狀態位元組的最高位，如果為0，則進入短等待狀態，在特定的超時時間(如1S)未收到特定的升級指示位元組組，則釋放當前使用的資源後，跳轉到app程式。特定介面收到特定位元組組後（對這個位元組組只收一次，後面收到的忽略，如0x55 0xaa 0x55 0xa， 傳送方0.2s發一次），傳送特定位元組組(如0x55 0xaa 0x55 0xaa)給燒錄控制方指示可以傳送資料位元組，延時特定時間如0.5s進入資料接收狀態，燒錄控制方停止傳送升級指示位元組組，延時特定時間如1s後傳送資料，STM32通過超時接收方式接收資料，如0x05 0x50 0x05 0x50+2個位元組後續資料位元組數(高位元組在前)+ 2個位元組報文編號(從1開始編號,高位元組在前)，接收的資料部分含同樣的兩份資料，便於STM32做有效接收校驗，如果報文編號連續性和資料都校驗正確，將有效的資料位元組放入FLASH，接著傳送特定位元組組給燒錄控制方(如0x05 0x50 0x05 0x50)；如果資料校驗錯誤或報文連續性校驗出錯，則傳送特定位元組組給燒錄控制方(如0x05 0x0f 0x05 0x0f)，燒錄控制方重發出錯的報文。一旦整個過程接收完成，STM32收到指示燒錄完成的位元組組（如0xaa 0x55 0xaa 0x55），將原本初始化的資源去初始化。再進入到後續的app跳轉流程。
4. 如果STM32有多個可選的升級資料傳輸介面，則在某一個介面上收到升級指示特定位元組組後，將其它介面關閉即可，只在這個介面進行後面的資料傳輸升級。

嵌入式參考程式

基於STM32L031, 可比較容易移植程式碼到STM32F1,F4各系列。

STM32L031完整IAP工程（boot和app兩部分）程式碼（基於STM32CUBEIDE)下載地址：

https://download.csdn.net/download/hwytree/12839400

PC端操作軟體

Windows版本，與嵌入式版本握手協定配合，可進行IAP升級操作。

PC軟體下載地址：

https://download.csdn.net/download/hwytree/12839411

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