【STM32】IAP升级00 预备知识

news2024/11/24 7:27:58

IAP（In Application Programming）简介

Flash够大的情况下，上电后的程序通过修改 MSP 的方式，可以在一块Flash上存在多个功能差异的程序。

IAP是为了在执行正常功能前，为了升级功能，提前运行的一段程序。这个程序不执行正常的功能操作，而只是通过某种通信方式(如 USB、USART)接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；
1）检查是否需要对第二部分代码进行更新
2）如果不需要更新则转到 4）
3）执行更新操作
4）跳转到第二部分代码执行

第一部分称为bootloader程序，第二部分称为APP。可以有多个APP，STM的APP可以运行在Flash或者SRAM中

在 0x1FFF F000 这个地址上官方写入了一段 BootLoader 用户使用，我们也可以自己写一段 BootLoader 程序方便自己使用，是我们自己把程序分成了 BootLoader部分和应用程序部分，大概的意思如下图所示：
在这里插入图片描述

为什么要使用用户 BootLoader ：

在有些项目中，可能因为某些原因需要经常更换程序，如果每次都是重新烧录，特别的麻烦，那么我们就可以自己设计一个 BootLoader，通过 SD卡进行升级：
上电后先运行 BootLoader，BootLoader主要工作是检测是否有SD卡，SD卡中是否有需要的BIn文件，
如果检测到就将其复制到应用程序区域使得程序得以更新，更新结束以后跳转到应用程序执行；
如果没检测到相应的SD卡，就说明程序不需要更新，也跳转到应用程序执行；

STM32的启动模式

单片机复位

从0x0000 0000启动

单片机的复位方式有3种：上电复位,硬件复位,软件复位。

且离开复位状态后，CM4 内核做的第一件事就是读取下列两个 32 位整数的值
在这里插入图片描述
1、从地址 0x0000 0000 处取出堆栈指针 MSP 的初始值，该值就是栈顶地址。
2、从地址 0x0000 0004 处取出程序计数器指针 PC 的初始值，该值指向复位后执行的第一条指令

既然这里说stm32都是从0x0000 0000 开始启动的，那为什么我们看到的启动模式是从0x0800 0000,0x2000 0000,0x1FFF F000开始启动呢？

将 0x0000 0000 和 0x0000 0004 两个的地址重映射到其他地址空间，就是启动模式选择。这样访问0x0000 0000就相当于访问0x0800 0000,0x2000 0000或者0x1FFF F000

重映射也就是"启动模式选择"

STM32的启动方式(自举模式)有3种：内部 FLASH，内部 SRAM，系统存储器。
在这里插入图片描述
注：启动引脚的电平：0：低电平；1：高电平；x:任意电平，即高低电平均可

FLASH 启动方式:么内核会从地址 0x0800 0000 处取出堆栈指针 MSP 的初始值，从地址 0x0800 0004 处取出程序计数器指针PC 的初始值。CPU 会从 PC 寄存器指向的地址空间取出的第 1 条指令开始执行程序，就是开始执行复位中断服务程序 Reset_Handler。也就是开始执行中断向量表。

内部 SRAM 启动方式:地址0x00000000 和 0x00000004 被映射到内部 SRAM 的首地址0x20000000 和 0x20000004，内核从SRAM 空间获取内容进行自举。在实际应用中，由启动文件 starttup_stm32f407xx.s 决定了0x00000000 和 0x00000004 地址存储什么内容，链接时，由分散加载文件(sct)决定这些内容的绝对地址，即分配到内部 FLASH 还是内部 SRAM。

系统存储器启动方式:内核将从系统存储器的 0x1FFFF000及 0x1FFFF004 获取 MSP 及 PC 值进行自举。系统存储器是一段特殊的空间，用户不能访问，ST 公司在芯片出厂前就在系统存储器中固化了一段代码。因而使用系统存储器启动方式时，内核会执行该代码，该代码运行时，会为 ISP(In System Program)提供支持，在 STM32F4 上最常见的是检测 USART1 传输过来的信息，并根据这些信息更新自己内部 FLASH 的内容，达到升级产品应用程序的目的，因此这种启动方式也称为 ISP 启动方式。

中断向量表

在这里插入图片描述
stm32的flash内存起始于0x0800 0000,基于 Cortex-M3/M4 内核的微控制器时，其内部通过一张“中断向量表”来响应中断。

中断向量是地址(指向中断服务函数)，程序启动后，将首先从“中断向量表”取出复位中断向量的地址，执行复位中断程序完成启动，而这张“中断向量表”的起始地址是 0x0800 0004，当运行中中断来临，STM32的内部硬件机制亦会自动将 PC 指针定位到“中断向量表”处，并根据中断源取出对应的中断向量执行中断服务程序。