單片機(jī)BootLoader與APP如何合并

1、前言

嵌入式固件一般分為BootLoader和App，BootLoader用于啟動(dòng)校驗(yàn)、App升級(jí)、App版本回滾等功能，BootLoader在cpu上電第一階段中運(yùn)行，之后跳轉(zhuǎn)至App地址執(zhí)行應(yīng)用程序。

因此，在發(fā)布固件的時(shí)候，會(huì)存在BootLoader固件和App固件；此時(shí)我們期望是將BootLoader固件和App固件合并成為一個(gè)固件，這樣在量產(chǎn)時(shí)只需燒錄一次即可。

2、傳統(tǒng)方式

一些傳統(tǒng)的方法都是“土辦法”，沒(méi)什么毛病，但比較繁瑣。項(xiàng)目種類(lèi)增加，或者版本發(fā)布頻繁時(shí)更加體現(xiàn)出繁瑣性，且易出錯(cuò)，操作稍微失誤可能導(dǎo)致固件不完整；燒錄不完整的固件，機(jī)子變“磚頭”。

燒錄兩次，分別燒錄BootLoader和App固件

燒錄固件到芯片后，再?gòu)男酒x取固件，另存為hex文件

手動(dòng)復(fù)制、合并固件

BootLoader支持App固件傳輸功能的，只燒錄BootLoader，后期再升級(jí)App

3、高效方式

我們目標(biāo)是通過(guò)自動(dòng)化腳本合并生成一個(gè)發(fā)布固件，提高效率和確保固件的完整性。

3.1 合并文件

Linux下的腳本我們用得很多，其實(shí)Windows的腳本也非常優(yōu)秀，利用Windows的腳本可以快速實(shí)現(xiàn)增、刪、查、改文件。常用Windows腳本命令如下。

合并兩個(gè)文件：copy /b

重命名文件：ren

刪除文件：del

很顯然，我們利用其合并命令，只需一條指令即可將BootLoader和App文件合并。

例子：

假設(shè)當(dāng)前目錄存在Boot.bin和App.bin文件，合并后文件命名為Firmware.bin。

copy/b.Boot.bin+.App.binFirmware.bin

注：Windows的目錄路徑為反斜杠，與Linux不同。

3.2 bin轉(zhuǎn)hex

我們知道，二進(jìn)制（bin）文件是不存在地址信息的，cpu上電執(zhí)行并不一定是從地址0開(kāi)始執(zhí)行代碼，如STM32芯片起始執(zhí)行地址為0x8000000。

因此不能通過(guò)串口工具燒錄bin文件，只能通過(guò)J-link或者ST-link燒錄，并且在燒錄前指定存儲(chǔ)起始地址。因此，將bin文件轉(zhuǎn)換為hex文件是有必要的。

bin轉(zhuǎn)hex方式：

使用jflash工具，把合并后的bin文件，使用jflash打開(kāi)，另存為hex格式文件

將bin文件燒錄置芯片，讀取出來(lái)，另存為hex文件

自己動(dòng)手寫(xiě)一個(gè)bin轉(zhuǎn)hex工具

借助第三方bin轉(zhuǎn)hex工具

前兩者太繁瑣，效率低下；第三個(gè)比較靈活，但需要花點(diǎn)時(shí)間；如果使用優(yōu)秀的現(xiàn)成工具是最快捷的辦法。推薦使用“srec_cat.exe”工具，可以結(jié)合Windows腳本一起使用。

3.2.1 srec_cat工具

srec_cat一個(gè)功能非常強(qiáng)大的文件合并、轉(zhuǎn)換工具，支持功能眾多，包括：

文件合并

文件分割

bin轉(zhuǎn)hex

hex轉(zhuǎn)bin

數(shù)據(jù)填充

CRC校驗(yàn)

此外，還存在srec的系列工具，文件比較工具 srec_cmp.exe和文件信息查看工具 srec_info.exe，可以從文章后面官方網(wǎng)站下載使用。

文件合并

命令格式：

srec_cat.exe <源文件0> <文件類(lèi)型> <源文件1> <文件類(lèi)型> <目標(biāo)文件> <文件類(lèi)型>

例子：

srec_cat.exe source0.bin -Binary source1.bin -Binary -o merge.bin -Binary
srec_cat.exe source0.hex -Intel source1.hex -Intel -o merge.hex -Intel

如果BootLoader和App生產(chǎn)的文件為hex格式，可以直接使用該命令合并為一個(gè)hex文件，注意地址的連續(xù)性。

bin轉(zhuǎn)hex

命令格式：srec_cat.exe <-Binary> <-offset> <偏移地址> <-Output> <-Intel>

例子：

將Boot.bin和App.bin合并的Firmware.bin轉(zhuǎn)換為hex格式文件。

srec_cat.exe Firmware.bin -Binary -offset 0x8000000 -o Firmware.hex -Intel

0x8000000，是STM32的起始執(zhí)行地址

更多的srec應(yīng)用和工具下載詳見(jiàn)官方網(wǎng)站：http://srecord.sourceforge.net/download.html

3.3 完整示例

第一步，在需要生成固件目錄新建一個(gè)txt文件第二步，鍵入如下內(nèi)容(Boot固件和App固件可以指定目錄)

copy /b .Boot.bin + .App.bin Firmware.bin
srec_cat.exe Firmware.bin -Binary -offset 0x8000000 -o Firmware.hex -Intel
del Firmware.bin

第三步，重命名txt文件為".bat"后綴文件，即是Windows可執(zhí)行腳本的文件類(lèi)型第四步，雙擊運(yùn)行腳本，即可生成目標(biāo)文件出現(xiàn)任何目標(biāo)文件生成失敗的情況，檢查相關(guān)源文件是否存在，路徑是否正確。

3.4 舉一反三

以此類(lèi)比，存在多個(gè)App文件的情況，可以通過(guò)該方式分別進(jìn)行合并出一個(gè)固件。

另外，實(shí)際項(xiàng)目中，經(jīng)常會(huì)使用內(nèi)部flash空閑扇區(qū)保存一些設(shè)備參數(shù)信息，如校準(zhǔn)系數(shù)、設(shè)備地址、序列號(hào)等信息，我們可以將參數(shù)信息保存為一個(gè)bin文件，通過(guò)該方式和固件合并，這樣量產(chǎn)時(shí)將參數(shù)和固件一并寫(xiě)入，提高生產(chǎn)效率！

審核編輯：湯梓紅