RT_thread STM32通用Bootloader 做OTA升级

  项目上需要做设备的远程升级更新程序,从而避免每次更新程序时都需要去现场烧录的麻烦。从而学习探索了RT提供的OTA功能。

  RT-Thread 开发团队提供了通用的 Bootloader。开发者通过该 Bootloader 即可直接使用 RT-Thread OTA 功能，轻松实现对设备端固件的管理、升级与维护。"  引用于官方资料文档。

  主要参考资料：

  1.官方文档资料 https://www.rt-thread.org/document/site/application-note/system/rtboot/an0028-rtboot/

  2.论坛网友制作中遇到的问题以及解决办法 https://www.rt-thread.org/qa/forum.php?mod=viewthread&tid=12241&highlight=boot

  移植使用平台和工具:

  STM32F103ZET6   512K FLASH    64K RAM  (建议在FLASH小于256K 不外置SPI FLASH的情况下就别使用OTA了)

  J-Flash V4.90  用于生成的烧录OTA固件

  J-Link STM32 Unlock  有时自己误操作可能会导致芯片锁死，用于解锁芯片

  Xshell 配置为串口，便于查看输出情况。其他的串口调试助手也可以，但是推荐Xshell, 因为RT的ulog输出支持各种格式，Xshell      显示更加直观。

• 获取Bootloader

这一点的描述在官方文档的描述已经非常详细，具体请认真阅读参看官网文档。只是需要注意自己在配置参数的部分，根据自己所需要进行配置相关参数。

以下是我keil5工程编译出来的一些情况:

Program Size: Code=105170 RO-data=13866 RW-data=1324 ZI-data=6316  

由此可知 下载到FLASH中的大小 = Code + RO Data + RW Data = 117 K   。以下是我配置图。

我并没有使用外部FLASH,全部使用芯片内部的FLASH。也没有配置相依的固件恢复分区。而是只配置了app分区和download分区。其中app分区的偏移地址为0x10000，Bootloader实际是从0x8000000开始存储的，设置0x10000偏移地址实际是给Bootloader的固件预留了64K的空间(实际32K足以)，所以app分区是从0x8010000起始，往后占用192K大小。同理download分区也一样，由于前面已经占用了256K空间(预留bootloader 64k + 192k app分区)，所以偏移地址设置为0x40000。特别注意分区的设置合理性，很多bootloader不能使用大部分都是分区的原因。

关于官网上关于分区的设置，我开始疑惑了好久。最后我才发现自己被自己惯性思维误导了。

一直以为最开始设置的app就是第一个分区，其实不是关键还是看偏移地址。实际上,上面图片的第一个分区是download分区。

这部分剩下的跟着官网资料操作应该没什么问题了。

• 烧录 Bootloader

我使用的是J-FLASH，官网上还有使用 ST-LINK Utility 工具烧录的方法。由于官网上使用的J-FLASH版本有点高，自己是4.9版本的。所以小部分操作也不同，所以还是记录一下。就怕万一哪天我也忘了，直接上图。参考着官网资料上看吧。

这个时候 需要按快捷键F3 先进行对擦除芯片。再进行F5烧录程序即可。

如果中途报错或者失败。使用J-Link STM32 Unlock进行解锁后再进行重复操作。

烧录成功后连接上串口1 (PA9)，使用xshell进行查看。如下就是成功烧录了bootloader。

• 制作 app 固件

按官网资料的操作，在ENV工具中开启相应的选项。

接下来是 配置 FAL 分区(这是重点)，我之前在这里卡了挺久的。

这部分 和官网资料有些少部分操作不同，因为官网上是F4的芯片，和F1在FLASH 地址上有点点区别，F4芯片也是从0x8000000地址开始，但是前128K为保留。前128K不能用于分区配置，那我们只有用来装bootloader了。

这是时候的工程编译会报错，缺少相应的fal_cfg.h文件，这个文件需要自己手动添加进去。在自己的BSP目录下\packages\fal-latest\samples\porting中找到fal_cfg.h文件。我是按以下方法进行添加的。

在board文件夹中新建了一个ports文件，将\packages\fal-latest\samples\porting下面的全部拷贝过来。然后再添加路劲到SConscript脚本文件中去。添加内容如下:

再次编译依然会报错，这个时候我们需要修改fal_cfg.h的内容。

具体修改为如下：

第2项代表了程序启动运行地址，根据前面的设置 app 地址为0x08010000 (重点)

第4项中是我们在第一节网页上设置的分区表，按照对应的设置即可。

"bl" 为保留分区 从地址大小0开始(实际为0x8000000)，保留分区大小为64K，用于存放bootloader。

"app" 分区 和 "download"分区依次论推。

• 修改 app 固件配置

由于 app 分区的起始地址为 0x08010000，app 固件如果想运行在该地址，就需要修改链接脚本和中断向量的跳转地址。

1.修改链接脚本地址

2.修改中断向量的跳转地址

这部分和官网资料一致，借鉴下官网图片。修改中断向量表的跳转基地址为 0x8010000。

首先在 main.c 文件中添加如下代码，这段代码的功能是重新设定中断向量跳转地址为 app 分区的地址。

/**
 * Function    ota_app_vtor_reconfig
 * Description Set Vector Table base location to the start addr of app(RT_APP_PART_ADDR).
*/
static int ota_app_vtor_reconfig(void)
{
    #define NVIC_VTOR_MASK   0x3FFFFF80
    /* Set the Vector Table base location by user application firmware definition */
    SCB->VTOR = RT_APP_PART_ADDR & NVIC_VTOR_MASK;

    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(ota_app_vtor_reconfig);

然后在 main 函数中添加版本信息打印，如下图所示：

之前忘记了添加 fal的初始化，如上添加进去。我自己的配置如下

接下来编译下载程序。

固件就会被烧录到 app 分区。Bootloader 启动后将跳转到 app 分区运行，如下图所示：看到了打印的版本号是1.0.0

剩下的部分采用xshell进行发送固件升级，就不在累述了，跟着官网文档操作一步一步来就可以成功。实现界面如下，看到已经成功升级为AIS 2.0.0版本了。另外官网还提供了中HTTP/HTTPS的升级方法，我也准备使用这种，还在探索中。。。不过原理和上述的方法大致相同。

不过，bootloader RT并没有开源。只能用，看不到源码。

但是，好消息是 有网友大神Spunky 制作了个，还弄成了软件包，留下个论坛链接地址。此等大佬，只有膜拜。。。

https://www.rt-thread.org/qa/thread-422812-1-1.html

2020.2.22 附加

采用HTTP的形式+Air720H 4G模块 进行远程升级的方法可以参考这篇博文。https://blog.csdn.net/ylzmm/article/details/104315914