【[STM32]标准库-自定义BootLoader】

news2024/11/19 15:27:52

[STM32]标准库-自定义BootLoader

Bootloader
- Bootloader的实现
- BOOTloader工程
- APP工程

Bootloader

bootloader其实就是一段启动程序，它在芯片启动的时候最先被执行，可以用来做一些硬件的初始化或者用作固件热更新，当初始化完成之后跳转到对应的应用程序中去。

bootloader程序需要通过下载器烧写到芯片中，而APP则可以通过有线方式的UART、IIC、USB、SPI等总线来通过bootloader来更新，视所设计的bootloader程序而定。另外，对于无线方式热更新APP，一般是用WiFi、bluetooth通过UART透传的方式烧写芯片APP程序。

Bootloader的实现

本次采用STM32F429IGT6单片机，Flash共有1MB大小，SRAM共有256KB。
本次设计一个Bootloader和一个APP程序，空间分别如下：
BOOTloader程序起始地址0x0800 0000分配大小为0xA000，40KB，
注意按照扇区对齐（比如4KB一个扇区）
APP程序起始地址0x0800 A000分配的大小为0xF6000，984KB。
在这里插入图片描述 STM32的中断向量表和栈顶地址
STM32Fx有一个中断向量表，这个中断向量表存放代码开始部分的后4个字节处（即0x08000004）,代码开始的4个字节存放的是栈顶地址。
栈是从高到低分配，高地址到低地址
堆是从低到高分配，低地址到高地址

排列格式如下
在这里插入图片描述我们知道一般情况下，我们下载的代码放在0x08000_000这个位置，为了实现bootloader，我们可以将下载代码的位置整体往后挪一段空间，比如我们挪到0x0800_3000，那么这之前挪动空出来的一段空间，我们就可以用来存放我们的bootloader程序。系统上电后先运行bootloader，bootloader决定是否要更新app，最后跳转到0x0800 3000这个位置执行。
在这里插入图片描述上图为SystemInit中修改用户app存放位置（0x0800 3000）的地方，SystemInit在启动文件中用到，它会在复位后，在main函数运行之前运行；

BOOTloader工程

bootloader和App都是完整的STM32工程，区别在于工程所实现的功能和占用Flash的大小。由于Bootloader的功能比较单一，并且为了节约Flash留给用户App，Bootloader一般不带操作系统，所占用的Flash较小。APP是完整的用户程序，按照正常的设计流程进行设计，只需要在工程配置和部分初始化代码处进行修改。

设置工程起始地址，及其大小
在这里插入图片描述中断向量表的地址偏移
调用函数NVIC_SetVectorTable()进行配置。BOOT工程一般不需要配置

执行BOOT后，跳转到APP程序中
注意点：

检查堆栈地址是否有效，单片机的RAM大小为0x30000，0x3000 0000 - 0x3000 = 0x2FFD 0000，也可以用其他方法来计算RAM是否超过单片机的范围

关闭全局中断，__set_PRIMASK(1)；仅只剩下NMI 和硬 fault 可以响应，记得在APP工程设置__set_PRIMASK(0);

复位BOOT工程中用到的外设

函数指针赋值为Reset_Handler向量的地址

设置堆栈地址

跳转到APP中

typedef void (*Run_APP_t)(void);

/**

@brief 跳转并执行到APP程序
@param APPProgramAddr : APP程序的地址
@retval None
/
static void Jump_to_APP(uint32_t APPProgramAddr)
{
Run_APP_t run_app = (Run_APP_t)((uint32_t*)(APPProgramAddr + 4));

/* 检查堆栈地址(RAM地址)是否有效，然后跳转到用户应用程序 /
if(((uint32_t*)APPProgramAddr & 0x2FFD0000) == 0x20000000)
{
/*
关闭所有中断，
在它被置 1 后，就关掉所有可屏蔽的异常，只剩下NMI 和硬 fault 可以响应。
它的缺省值是 0，表示没有关中断。
*/
__set_PRIMASK(1);
```
/* 复位所有已经开启的外设 */
GPIO_DeInit(GPIOH);
GPIO_DeInit(GPIOA);
GPIO_DeInit(GPIOC);
EXTI_DeInit();
CRC_ResetDR();
USART_DeInit(USART1);

/* 设置堆栈指针 */
```

// __set_PSP((uint32_t)APPProgramAddr);
// __set_CONTROL(0);
__set_MSP((uint32_t)APPProgramAddr);

    /* 跳转到APP程序中执行 */
    run_app();
}
else
{
    USART1Printf("BOOT_ERROR1!\r\n");
}

}

APP工程

Flash的起始地址，大小
在这里插入图片描述中断向量表偏移地址和开启全局中断

/* 设置中断向量表 /
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0xA000);//中断向量表偏移
/
关闭所有中断，
在它被置 1 后，就关掉所有可屏蔽的异常，只剩下NMI 和硬 fault 可以响应。
它的缺省值是 0，表示没有关中断。
*/
__set_PRIMASK(0);

Keil5生成BIN文件
fromelf --bin -o “$L@L.bin” “#L”

在这里插入图片描述注意点：上电应检查标志位，不能初始化任何外设，根据该标志位来决定是否进入APP
通过软件复位给 APP 一个干净的系统
这里的标志位存在RTC备份寄存器0中，占用4个字节