STM32的升级--ICP/ISP/IAP以及Ymodem协议分析

ICP/ISP/IAP 区别

ICP(In-Circuit Programing): 通过J-Link/SWD等下载器烧写程序，上位机需要借助其他硬件的参与才能更新固件，可以更新MCU的所有存储区域；
ISP(In-System Programing): 通过MCU出厂时固化的一个bootloader升级程序，上位机可以直接通过指定通讯口更新固件，可以更新除bootloader之外的存储区域；
IAP(In-Applicating Programing): 需要将Flash区域分成两份，一份用于存储用户自己写的bootloader，一份用于存储程序功能的UserApp，只能更新UserApp；

ICP

直接通过J-Link/SWD下载程序，略。

ISP

FlyMCU.exe 下载地址
ISP 操作说明
利用FlyMCU.exe通过串口下载固件。
在这里插入图片描述
注意点：

1. 只能下载hex文件；
1. 一定要选DTR低，RTS高进BootLoader
1. 通过Stm32CubeProgrammer应该也可以下载，但是目前没有连接成功！

IAP

IAP是通过用户自己写的Bootloader进行固件更新，能够实现全自动远程固件更新。
标准库的IAP官方例程：

STM32F4系列芯片的例程；
STM32F3系列芯片的例程；
可通过Google搜索STM32F3xx in-application programming相关关键字搜索其他系列的标准库IAP例程

HAL库的IAP官方例程：
4. HAL库IAP例程

以上的例程中，都是通过按键进入bootloader更新固件的，如果需要在APP中根据命令更新固件，则可以在bootloader的最后Flash页中添加一个标志位。如下是IAP的工作流程图：
IAP工作流程

Ymodem协议

通过上面的例程可以发现，ST官方所有的IAP都是通过Ymodem协议实现固件传输的，接下来大致分析一下这个Ymodem协议。

首先看下Ymodem协议的一些特性：

Ymodem协议数据包格式：3个字节协议头 + 128或1024字节有效数据 + 2字节校验码；
Ymodem协议数据包的有效数据可以为128Bytes或者1024Bytes，但是第一个数据包有效数据必须为128Bytes；
Ymodem协议数据包的第1个字节为0x01表示这个数据包的有效长度是128Bytes，数据包的第二个字节为0x02表示这个数据包的有效长度是1024Bytes；
Ymodem协议数据包的第2个字节为数据包的序号，从0x00开始；依次为0x00, 0x01, 0x02...；
Ymodem协议数据包的第3个字节为数据包的序号的取反，从0xFF开始；依次为0xFF, 0xFE, 0xFD...；
Ymodem协议数据包从第4个字节到倒数第3个字节（一共128或1024个字节）为有效数据，当剩余的数据不足1024字节时，将通过128字节的数据包发送剩余的数据，最后不足128字节的数据需要补齐到128字节(一般补0x1A(EOF)或者0x00)再发送；
Ymodem协议数据包的最后两个字节为校验码。

首先假设我需要发送一个名为STM32_IAP_TEST_V1.0.bin，大小为1500 Bytes的bin文件(数据为0x00~0xFF循环填充)。则Ymodem发送端发送的数据包如下：
8. 第一个数据包：

01 00 ff 53 54 4d 33 32 5f 49 41 50 5f 54 45 53 54 5f 56 31 2e 30 2e 62 69 6e 00 31 35 30 30 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 b1 c0

以上数据包的第1个字节为0x01，表示这是一个有效数据长度为128字节的数据包，第2-3个字节为0x00, 0xFF表示这是第一个数据包。
第一个数据包包含的是发送文件的文件名以及文件大小，都是以字符串格式发送的；比如53 54 4d 33 32 5f 49 41 50 5f 54 45 53 54 5f 56 31 2e 30 2e 62 69 6e 00就表示了文件名STM32_IAP_TEST_V1.0.bin，而31 35 30 30 00则表示文件长度为1500 Bytes；接下来的0x00是由于有效数据长度不足128字节而补齐的；最后两个字节是根据前面的128字节有效数据计算出来的校验码。

第二个数据包：

02 01 fe 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 
2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 60 
61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f 90 91 92 
93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae af b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba bb bc bd be bf c0 c1 c2 c3 c4 
c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db dc dd de df e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea eb ec ed ee ef f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 
f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 23 24 25 26 27 28 
29 2a 2b 2c 2d 2e 2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 
5b 5c 5d 5e 5f 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 
8d 8e 8f 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae af b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba bb bc bd be 
bf c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db dc dd de df e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea eb ec ed ee ef f0 
f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 
23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 
55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f 80 81 82 83 84 85 86 
87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae af b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 
b9 ba bb bc bd be bf c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db dc dd de df e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea 
eb ec ed ee ef f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 
1d 1e 1f 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 
4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f 80 
81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae af b0 b1 b2 
b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba bb bc bd be bf c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db dc dd de df e0 e1 e2 e3 e4 
e5 e6 e7 e8 e9 ea eb ec ed ee ef f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff c2 e0

第二个数据包的第1个字节为0x02，表明这是一个有效数据长为1024字节的数据包。第2-3个字节为01 fe，表示这是第2个数据包。
接下来的1024个字节的数据(4组0x00~0xFF)是虚拟的有效数据。最后的c2 e0是这1024个字节有效数据的验证码。

第三个数据包：

01 02 fd 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 
2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 60 
61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f e8 0a

第四个数据包：

01 03 fc 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae 
af b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba bb bc bd be bf c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db dc dd de df e0 
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 ea eb ec ed ee ef f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff 53 e8

第五个数据包：

01 04 fb 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 
2f 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 60 
61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f e8 0a

第六个数据包：

01 05 fa 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9a 9b 9c 9d 9e 9f a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 aa ab ac ad ae 
af b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 ba bb bc bd be bf c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 ca cb cc cd ce cf d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 da db 1a 1a 1a 1a 1a 
1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 1a 87 6f

第七个数据包：

第八个数据包：

01 00 ff 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

第九个数据包：