NRF52832串口升级

NRF52832串口升级

写在前面
刚开始入门52832的时候对于一个嵌入式主控的OTA功能感觉不到其重要性，当真正开始讲产品投入到实际环境中进行应用时，这是后即刻凸显出OTA功能的主要性，如果产品在软件上出了某些bug，没有OTA功能不能远程升级现场设备固件有时将会导致难以估计的损失。对于52832的智能穿戴设备，串口OTA功能实现意义不大，主要是通过官方空中OTA实现对设备进行升级固件。但是如果是一款搭载52832的嵌入式物联网设备，空中OTA缺点是显而易见的，不能实现远程对设备进行升级。但是如果使用设备上其它MCU对52832通过串口进行空中升级，其问题即可得到解决。笔者已实现通过远程对控制设备中的MCU对52832进行升级。其主要实现流程为：让设备连接上服务器，服务器上接收服务器本机串口升级数据，转发到控制MCU，控制MCU再转发给52832，逆向数据也一样的原理，除了数据方向变化其它都是数据转发处理。

实现52832串口远程升级的关键主要是首先验证本地串口升级功能，主要实现过程如下：
主要参考文档
PS：该文档下载所需积分较贵，但文章确实写的很好，适合入门级别，也可到各大BLE群聊搜索下载。

一、搭建环境
文章中搭建环境需要的安装包
52832官方OTA功能主要是用python脚本语言实现，使用时只需要调用CMD命令行窗口即可。
首先安装Python，建议使用python-2.7，这也是官方推荐python版本，安装python过程也很简单，可自行百度。安装python完成后，接下来是使用 Python 来安装 nrfutil，下载 nrfutil 的相关文件，解压压缩包并打开有 setup.py 文件的目录，在此处打开 dos 命令(shift+右键打开)输入命令行 python setup.py install 进行nrfutil安装。输入 python setup.py install 这步骤需要有网络的时候运行，安装可能需要等待几分钟时间。中途遇到过的问题：下载pc-nrfutil-3.3.2版本并安装，但是总是报错，
参考解决如下

二、生成密匙
密匙是用于打包升级固件时候使用，作用是掌握该秘钥的人才能对设备进行升级。生成方法也很简单，在一个新建文件夹下打开cmd窗口，在 cmd 命令中输入以下内容：nrfutil.exe keys generate d:\cc_test\private.key即生成密匙 .key文件，该文件用于打包升级固件时使用。接下来在 cmd 中输入：nrfutil keys display --key pk --format code d:\cc_test\private.key --out_file d:\cc_test\public_key.c 即生成密匙 .c 文件，该文件主要是用于编译bootloder使用，bootloder用于生成初次烧录文件。

三、编译bootloder
编译bootloder需要将文件夹下的密匙替换为自己的密匙，将步骤二中的 .c 文件改名为 dfu_public_key.c ，将\examples\dfu\bootloader_secure这个路径下的 dfu_public_key.c 用新生成的替换掉。
SDK bootloder路径 \examples\dfu\experimental_bootloader_secure_serial\pca10040_debug 打开工程，初次编译会报错；

处理方法：
1、将下载的一个叫micro-ecc-master文件夹下的四个文件拷贝到报错的路径…\components\libraries\crypto\backend\micro_ecc下
2、然后运行external\micro-ecc目录下的批处理
完成上述两步之后编译通过。

然后是修改bootloder波特率为9600，在sdk_config文件中修改对应波特率，远程升级固件建议使用9600更稳定。

最后生成bootloder的hex文件。

四、修改python脚本
这步主要是实现波特率和bootloder中的一直，修改方法很简单，如下图打开参考nrfutil路径下dfu_transport_serial.py文件如下截图：

修改参数如下（主要是修改波特率和流控 还有下方timeout时间，这个timeout时间是关键，是控制等待远程返回数据的时间，我自己的这套环境使用的是20（PS:下图未修改））：

然后在pc-nrfutil-master文件下cmd
执行python setup.py build
和python setup.py install 即可。

五、打包固件
固件主要有两部分，初次烧录固件和升级固件两部分。初次烧录固件用于初次烧录，升级固件用于后续升级。

①、烧录固件打包。
需要的文件：
applaction.hex 这个文件为应用程序编译出来的hex文件
bootloader.hex 这个文件为串口bootloder编译生成的hex文件
softdevice.hex 协议栈hex文件
nrfutil.exe nrfutil工具
将这四个文件放在一个文件夹下，新建一个批处理：

del output3to1.hex
mergehex --merge softdevice.hex bootloader.hex application.hex --output output3to1.hex
del bootloader_setting.hex
nrfutil settings generate --family NRF52 --application application.hex --application-version 1 --bootloader-version 1 --bl-settings-version 1 bootloader_setting.hex
del Application_xxxx.hex
mergehex --merge output3to1.hex bootloader_setting.hex --output Application_xxxx.hex

运行批处理生成的Application_xxxx.hex 为最终需要烧录的hex文件
效果如下：

②、烧录固件打包。
需要的文件：
applaction.hex 这个文件为应用程序编译出来的hex文件
private.key 秘钥 .key 文件
nrfutil.exe nrfutil工具

将这三个文件放在一个文件夹下，新建一个批处理：

del Application.zip
nrfutil pkg generate --hw-version 52 --sd-req 0x98 --application-version 31 --application application.hex --key-file private.key Application.zip

运行批处理生成的 Application.zip 为最终需要烧录的zip文件

六、烧录固件
需要的文件：
Application_xxxx.hex 五中打包好的烧录固件
nrfutil.exe nrfutil工具

将这二个文件放在一个文件夹下，新建一个批处理：
nrfjprog -f NRF52 --eraseall
nrfjprog -f NRF52 --program “Application_xxxx.hex” --verify
nrfjprog -f NRF52 --reset

PS：烧录前检查硬件连接，Jlink驱动安装正常与否
运行批处理等待烧录完成

七、升级固件

需要的文件：
Application.zip 五中打包好的升级固件
nrfutil.exe nrfutil工具

将这二个文件放在一个文件夹下，新建一个批处理：
nrfutil dfu serial –pkg app.zip –p COM7 –fc 0 –b 9600

PS：串口COM根据自己连接选择，升级必须先进入DFU模式，进入DFU模式代码：

uint32_t bootloader_start(void)
{
    uint32_t err_code;

    err_code = sd_power_gpregret_clr(0, 0xffffffff);
    VERIFY_SUCCESS(err_code);

    err_code = sd_power_gpregret_set(0, BOOTLOADER_DFU_START);
    VERIFY_SUCCESS(err_code);

    err_code = sd_softdevice_disable();
    VERIFY_SUCCESS(err_code);

    err_code = sd_softdevice_vector_table_base_set(NRF_UICR->NRFFW[0]);
    VERIFY_SUCCESS(err_code);

    NVIC_ClearPendingIRQ(SWI2_IRQn);
    interrupts_disable();

    NVIC_SystemReset();
    return NRF_SUCCESS;
}

进入DFU模式后连接硬件串口到PC

运行批处理等待升级完成，完成效果图：