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對應的內部存盤啟動），則會進行地址映射，將0x80000000映射為0地址，而0地址和字1地址（0x80000004），里面存放的分別是堆疊頂地址（指示記憶體SRAM可用空間，是SRAM的0地址+有效空間后的那個地址）和復位中斷回應服務程式地址，CPU取了堆疊頂地址，作為后續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里跳轉執行SystemInit()函式，執行完再跳轉執行__main函式，最終跳轉到main()函式，

對于IAP的實作，比較好的方式是分為兩部分代碼，boot和app部分，boot部分和原來的啟動程序相同，只是main（）函式里是升級操作控制程序程式，執行完后，重新映射中斷向量表為app程式的中斷向量表，通過獲取app程式中斷向量表里的復位中斷服務程式地址，跳轉執行最終實作運行app程式的main()函式，

app存放于FLASH的另外一個區域，對于STM32CUBEIDE工具，修改app程式下載的起始地址和范圍，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的堆疊頂地址也可以修改（限制程式運行時使用的RAM范圍），如下圖所示位置：在這里插入圖片描述
boot代碼里如下類似的代碼，檢查app存盤空間首地址里存放的是否是有效堆疊頂地址（0x2FFE0000對應檢查值為x0200020000的堆疊頂，避免SRAM操作地址不正確）以驗證新的app程式是否已寫到Flash存盤空間（可選方式，可用其它方式替代），注意app占用FLASH的空間首地址，不能超過boot占用FLASH的最大地址，
在這里插入圖片描述
app程式里，還需要設定一項中斷矢量表偏移地址量，偏移量對應app在Flash燒錄的地址偏移量，

根據

改為

對于STM32CUBEIDE，在Windows-Show View里去找到Build Analyzer可以看到對存盤空間的占用情況，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，在對芯片內部FLASH進行擦除時，實作部分擦除（只擦除燒錄的扇區）后再寫入， STM32CUBEIDE默認對所設定的FLASH地址空間對應的扇區做全部擦除后再寫入，對于所設定的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查看FLASH情況,可以用STM32CubeProgrammer軟體（或STM32 ST-LINK Utility），

對于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并放置于Flash特定開始地址，對于STM32CUBEIDE,在post build設定中設定
在這里插入圖片描述

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

boot程式建議采用芯片內部時鐘供時鐘，app基于應用要求采用外部時鐘或內部時鐘供時鐘，如此，boot程式程序不受外部時鐘故障的影響，但如果資料傳輸程序需要更穩定的時鐘，boot程式也可以采用外部時鐘供時鐘，

自定義的升級握手協議

因為選項位元組的寫操作穩定性存在風險，優選內部FLASH的最后一個位元組用于升級狀態控制位元組，可以通過用戶端程式控制，設定其狀態（如為0x55表示下次重啟后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的空間里的位元組用作升級控制位元組，如用STM32內部FLASH的最后位元組做升級控制/標識位元組，要使用自行設計的內部FLASH的BYTE寫讀函式（帶有原有頁面資料保護功能，參見：https://blog.csdn.net/hwytree/article/details/103907992），
STM32上電或復位后，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后（對這個位元組組只收一次，后面收到的忽略，如0x55 0xaa 0x55 0xaa，發送方0.2s發一次），發送特定位元組組(如0x55 0xaa 0x55 0xaa)給燒錄控制方指示可以發送資料位元組，延時特定時間如0.5s進入資料接收狀態，燒錄控制方停止發送升級指示位元組組，延時特定時間如1s后發送資料，STM32通過超時接收方式接收資料，如0x05 0x50 0x05 0x50+2個位元組后續資料位元組數(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，便于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，接著發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，則發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，一旦整個程序接收完成，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，并將原本初始化的資源去初始化，再進入到后續的app跳轉流程，
STM32上電或復位后，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后，跳轉到app程式，特定介面收到特定位元組組后（對這個位元組組只收一次，后面收到的忽略，如0x55 0xaa 0x55 0xa，發送方0.2s發一次），發送特定位元組組(如0x55 0xaa 0x55 0xaa)給燒錄控制方指示可以發送資料位元組，延時特定時間如0.5s進入資料接收狀態，燒錄控制方停止發送升級指示位元組組，延時特定時間如1s后發送資料，STM32通過超時接收方式接收資料，如0x05 0x50 0x05 0x50+2個位元組后續資料位元組數(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，便于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，接著發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，則發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，一旦整個程序接收完成，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，再進入到后續的app跳轉流程，
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后，將其它介面關閉即可，只在這個介面進行后面的資料傳輸升級，