AT32講堂010 | 如何使用雅特力AT32F415 USB HOST接U盤進(jìn)行固件升級(jí)

IAP在線升級(jí)原理概述

IAP（In Application Programming）即在應(yīng)用編程，IAP是用戶自己的程序在運(yùn)行過程中對User Flash的部分區(qū)域進(jìn)行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預(yù)留的通信口對產(chǎn)品中的固件程序進(jìn)行更新升級(jí)。通常實(shí)現(xiàn)IAP功能時(shí)，即用戶程序運(yùn)行中作自身的更新操作，需要在設(shè)計(jì)固件程序時(shí)編寫兩個(gè)項(xiàng)目代碼，第一個(gè)項(xiàng)目程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過某種通信方式(如USB、USART)接收程序或數(shù)據(jù)，執(zhí)行對第二部分代碼的更新；第二個(gè)項(xiàng)目代碼才是真正的功能代碼。這兩部分項(xiàng)目代碼都同時(shí)燒錄在User Flash中，當(dāng)芯片上電后，首先是第一個(gè)項(xiàng)目代碼開始運(yùn)行，它作如下操作：1） 檢查是否需要對第二部分代碼進(jìn)行更新2） 如果不需要更新則轉(zhuǎn)到4）3） 執(zhí)行更新操作4） 跳轉(zhuǎn)到第二部分代碼執(zhí)行5） 執(zhí)行圖1. IAP代碼執(zhí)行流程

在圖上圖所示流程中，AT32復(fù)位后，還是從0X08000004地址取出復(fù)位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)到復(fù)位中斷服務(wù)程序，在運(yùn)行完復(fù)位中斷服務(wù)程序之后跳轉(zhuǎn)到IAP的main函數(shù)，如圖標(biāo)號(hào)①所示，在執(zhí)行完IAP以后（即將新的APP代碼寫入AT32的FLASH，灰底部分。新程序的復(fù)位中斷向量起始地址為0X08000004+N+M），跳轉(zhuǎn)至新寫入程序的復(fù)位向量表，取出新程序的復(fù)位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行新程序的復(fù)位中斷服務(wù)程序，隨后跳轉(zhuǎn)至新程序的main函數(shù)，如圖標(biāo)號(hào)②和③所示，同樣main函數(shù)為一個(gè)死循環(huán)，并且注意到此時(shí)AT32的FLASH，在不同位置上，共有兩個(gè)中斷向量表。

在main函數(shù)執(zhí)行過程中，如果CPU得到一個(gè)中斷請求，PC指針仍強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到地址0X08000004中斷向量表處，而不是新程序的中斷向量表，如圖標(biāo)號(hào)④所示；程序再根據(jù)我們設(shè)置的中斷向量表偏移量，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)中斷源新的中斷服務(wù)程序中，如圖標(biāo)號(hào)⑤所示；在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，程序返回main函數(shù)繼續(xù)運(yùn)行，如圖標(biāo)號(hào)⑥所示。

通過以上兩個(gè)過程的分析，我們知道IAP程序必須滿足兩個(gè)要求：

1）新程序必須在IAP程序之后的某個(gè)偏移量為x的地址開始；2）必須將新程序的中斷向量表相應(yīng)的移動(dòng)，移動(dòng)的偏移量為x。

AT32F415接U盤升級(jí)簡介

AT32F415支持USB Host，因此可以可以掛載U盤，通過FAT32文件系統(tǒng)讀取U盤里面的BIN文件，直接做固件升級(jí)。極其簡單的操作步驟：

• 將要升級(jí)的BIN文件拷貝到U盤；
• 將U盤接到415，將自動(dòng)檢測U盤上的BIN文件進(jìn)行升級(jí)；
• 升級(jí)完成，跳轉(zhuǎn)到APP運(yùn)行。

設(shè)計(jì)功能特點(diǎn)

• 目前需要保留32K byte空間，APP的起始需在32K（0x08008000）以后；
• 目前僅支持FAT32文件系統(tǒng)；
• 目前僅支持第一個(gè)FAT32文件系統(tǒng)分區(qū)自動(dòng)檢測BIN文件（多個(gè)分區(qū)只檢測第一分區(qū)）；
• 目前僅支持根目錄BIN文件檢測；
• 支持多個(gè)BIN文件升級(jí)；
• 升級(jí)完成之后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到APP運(yùn)行；
• APP起始地址必須Page對齊。

程序設(shè)計(jì)

地址空間表1. 地址空間

升級(jí)BIN檔文件名格式（后綴.BIN）

需指定下載地址（格式1）文件名格式：(4Byte)IAP_+(8Byte)地址+.BIN如：要下載一個(gè)BIN文件到0x08008000為起始的地址空間去文件名為：IAP_08008000.BIN

注1：8Byte的地址需要保證在APP可使用的范圍之內(nèi)。對于其它格式BIN文件不做升級(jí)

注2：BIN文件必須拷貝到U盤根目錄下

跳轉(zhuǎn)到APP code執(zhí)行

當(dāng)成功下載固件到FLASH之后，會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到默認(rèn)APP地址0x08008000

使用AT32F415接U盤進(jìn)行升級(jí)

硬件資源

1） 指示燈LED2/LED3/LED42） USB(PA11/PA12)3） AT-START-F415 V1.0實(shí)驗(yàn)板

軟件資源

1） SourceCode

• AN0030_SourceCode_V2.0.0\utilities\AN0030_demo，IAP源程序；
• AN0030_SourceCode_V2.0.0\libraries，AT32外設(shè)庫。

2） Doc

• 《AN0030_AT32F415_IAP_using_a_USB_host_connected_U_disk_ZH_V2.0.0》

Note：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環(huán)境上使用，請參考

AT32F415_Firmware_Library_CH\project\at_start_f415\templates中各種編譯環(huán)境（例如IAR6/7/8,keil 4/5）進(jìn)行簡單修改即可。

進(jìn)入IAP Mode方式

如果已經(jīng)升級(jí)過固件，一直按住User按鍵，再按Reset鍵，進(jìn)入IAP模式，未升級(jí)時(shí)直接reset就會(huì)進(jìn)入IAP模式。

U盤鏈接AT32F415

將FAT32格式U盤接到AT32F415開發(fā)板USB標(biāo)準(zhǔn)A插座，需提前將BIN文件拷貝到U盤根目錄中，文件名格式按照2.2.2節(jié)描述命名。

自動(dòng)掛載U盤并進(jìn)行升級(jí)

Demo在USART1上會(huì)輸出打印升級(jí)狀態(tài)，Demo會(huì)自動(dòng)查找根目錄下符合要求的BIN文件，并自動(dòng)進(jìn)行升級(jí)。升級(jí)成功之后會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到默認(rèn)APP地址執(zhí)行。圖2. 串口打印運(yùn)行信息關(guān)于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動(dòng)全球市場32位微控制器(MCU)創(chuàng)新趨勢的芯片設(shè)計(jì)公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新，全系列采用55nm先進(jìn)工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內(nèi)核，締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運(yùn)算效能，并支持工業(yè)級(jí)別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當(dāng)多元的終端產(chǎn)品成功案例：如微型打印機(jī)、掃地機(jī)、光流無人機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)、工業(yè)縫紉機(jī)、伺服驅(qū)控、電競周邊市場、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動(dòng)工具等終端設(shè)備應(yīng)用，廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)、商務(wù)及工控等領(lǐng)域。