SD卡升级——SDIO_IAP实验

在嵌入式项目中，经常会用到SD卡升级这一方式来进行产品的软件升级。刚好最近做的项目也需要这一功能，由于之前未接触过IAP开发，刚好在这个时候可以学习一下，于是先到各大网站去搜索相关资料，两天下来，基本对于IAP的概念和编程步骤有了大致的了解。本人手里有块正点原子的开发板，前期的实验都是在这块开发板上实现的。在实现了SD卡IAP功能以后，立马将工程移植到项目中去，很快就把这个功能添加进去了，甚是高兴，对于以前的SD卡升级功能也不再那么神秘了。

   本人是先看正点原子的超级战舰手册，先看的《第三十九章 FLASH模拟EEPROM实验》，了解了STM32片内FLASH编程的步骤，然后再看的《第五十三章 串口IAP实验》，学习IAP编程的思想，最后到阿莫电子论坛上搜索相关的资料，最终完成了SD卡IAP编程的学习，并解决了实际问题。

   学习总结：
   1.STM32片内FLASH编程步骤4步曲：解锁、擦除、编程、上锁；

   2.设置IAP程序在FLASH的起始地址，设置用户程序的起始地址为IAP后面的地址，并修改ROM空间大小；

   3.在用户程序中，设置中断向量偏移地址为用户程序的起始地址；

   4.STM32大容量存储器的页大小为2K，起初总以为是512字节；

   5.页擦除的时候，所有的页地址都是实际的字节地址，而并非常说的“第几页第几页”中的页编号；

   6.页擦除的时候，如果指定的页地址没有和页边界对齐的话，擦除操作仍然有效，只是擦除的范围是指定地址所在的整页大小；


   原子哥的IAP实验是基于串口的，由于串口的数据发送是不可调的，只能一次性将整个用户程序的BIN文件发送给bootloader，而且bootloader是将接收到的用户文件暂存在片内SRAM的，这就限值了用户程序的大小，不能大于SRAM的大小64K。而SD卡设计则不受用户程序大小限值，只要FLASH装得下就行。由于原子哥的代码很多都是寄存器版本的，而文件系统又是他自己独门的FAT32驱动，再加上他的开发板SD卡例程都基于SPI驱动的（只有一个扩展例程是SDIO的），而我的项目时间比较急，要求用最高的效率完成这项功能，于是就产生了以ST官方库函数为主导，以网上开源文件系统Fatfs作为SD卡文件系统驱动，以SDIO4位总线的DMA访问模式为SD卡驱动这样一个方案，一切都只为了开发的效率，同时，也将源代码与大家分享，相信也有很多人使用这样一种方案的。

   本工程试验平台：
   1.硬件：正点原子超级战舰开发板，由于购买时配套的3.5寸触摸屏，对于3.5以下的屏为测试过，但应该没问题，因为LCD驱动用的还是原子哥的驱动，是兼容2.4到3.5的。SanDisk 1G SD卡， MicroSD 2G。注意：要使用超级战舰开发板上的SDIO功能，必须将开发板上的P10跳线帽接到P11上，因为原子的SD卡驱动默认使用SPI接口的，所以这里必须要设置！

   2.软件：ST官方库V3.0的，比较老了。

  FatFs文件系统，注意：本人在ff.h配置中将宏_FS_READONLY配置为1，即只生成读操作的代码，不编译写操作的代码，目的是为了减小
  bootloader的代码量，包括原子哥的LCD.C中的代码也删减了很多。

   下面就将主要的源代码贴出，供大家参考。

1. #include "stm32f10x.h"
   

2. #include "delay.h"
   

3. #include "LED.h"
   

4. #include "diskio.h"
   

5. #include "ff.h"
   

6. #include "lcd.h"
   

7. 
   

8. #define FLASH_APP_ADDR                0x08010000          //第一个应用程序起始地址(存放在FLASH)
   

9. #define STM_PAGE_SIZE                2048                        //注意：STM32F103ZET6的FLASH页大小为2K
   

10. 
    

11. 
    

12. 
    

13. //****************************************************************************************************
    

14. //全局变量声明
    

15. FATFS Fs;
    

16. FIL file;    
    

17. BYTE buffer[STM_PAGE_SIZE];
    

18. FRESULT res;        
    

19. UINT br;        
    

20. 
    

21. typedef  void (*fun)(void);                                //定义一个函数类型的参数.  
    

22. fun AppStart;
    

23. 
    

24. /*****************************************************************************************************
    

25. 函数名  ：Jump2App
    

26. 
    

27. 功    能：从Bootloader跳转到用户APP程序地址空间
    

28. 
    

29. 入口参数：Addr，用户APP的起始执行地址
    

30. 
    

31. 出口参数：无
    

32. 
    

33. 返回值  ：无
    

34. *****************************************************************************************************/
    

35. void Jump2App(u32 Addr)
    

36. {
    

37.        if(((*(vu32*)Addr)&0x2FFE0000) == 0x20000000)        //检查栈顶地址是否合法.
    

38.        {
    

39.                AppStart = (fun)(*(vu32*)(Addr+4));                        //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址)              
    

40.                AppStart();                                                                        //跳转到APP.
    

41.        }
    

42. }                
    

43. 
    

44. 
    

45. /*****************************************************************************************************
    

46. 函数名  ：FirmwareUpdate
    

47. 
    

48. 功    能：固件升级函数
    

49. 
    

50. 入口参数：无
    

51. 
    

52. 出口参数：无
    

53. 
    

54. 返回值  ：无
    

55. *****************************************************************************************************/
    

56. void FirmwareUpdate(void)
    

57. {
    

58. int PageOffest = 0;                //页偏移，从APP的基地址到当前页起始位置的字节总数
    

59. int ByteOffest;                        //当前页内的字节偏移，从当前操作页的起始位置到正在写入位置的字节偏移
    

60. int a, b;
    

61. u8 i = 0;
    

62. 
    

63.        /*首先初始化SD卡*/
    

64.        if(0 != disk_initialize(0))        return;
    

65. 
    

66.        /*接着挂载文件系统对象*/
    

67.        f_mount(0, &Fs);
    

68. 
    

69.        /*查找是否存在要升级的BIN文件*/
    

70.        res = f_open(&file, "RTC.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
    

71.        if(FR_OK != res) return;
    

72. 
    

73.        /*绘制进度条边框*/
    

74.        LCD_DrawRectangle(50, 225, 250, 255);
    

75. 
    

76.        /*初始化临时变量*/
    

77.        a = file.fsize / 100;  //100表示将进度条平均分成100份，由于进度条长度为200个像素，所以1份占用2个像素
    

78.        a &= 0xfffffffe;           //将文件平均分成100份，所以a表示一份文件所占的字节数，为确保该字节数为偶数，故做此转换
    

79.        b = 0;                                   //b表示当前已经更新了多少字节
    

80. 
    

81.        /*执行主要的IAP功能*/
    

82.        while(1)
    

83.        {
    

84.                /*每次读取一个页的数据到内存缓冲区，注意：STM32F103ZE的页大小为2K*/
    

85.            res = f_read(&file, buffer, STM_PAGE_SIZE, &br);
    

86.            if (res || br == 0) break;  
    

87. 
    

88.                /*然后就是永恒的4步骤：解锁、擦除、更新、上锁*/
    

89.                FLASH_Unlock();
    

90.                FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
    

91.                FLASH_ErasePage(FLASH_APP_ADDR + PageOffest);
    

92.                for(ByteOffest = 0; ByteOffest < STM_PAGE_SIZE; ByteOffest += 2)
    

93.                {
    

94.                        /*更新FLASH，注意当前操作的实际位置：APP基地址FLASH_APP_ADDR+页偏移字节PageOffest+当前页内的字节偏移ByteOffest*/
    

95.                        FLASH_ProgramHalfWord(FLASH_APP_ADDR + PageOffest + ByteOffest, *(u16*)(buffer + ByteOffest));
    

96. 
    

97.                        b += 2;
    

98. 
    

99.                        /*更新显示进度条，(b % a == 0)的目的是确保当前正好写完1份文件*/
    

100.                        if(b % a == 0)
     

101.                        {
     

102.                                LCD_Fill(50, 225, 50 + 2 * (b / a), 255, 0x7e0); //(b / a)表示已经写了几份文件
     

103.                        }
     

104.                }
     

105.                FLASH_Lock();
     

106.                PageOffest += STM_PAGE_SIZE;
     

107. 
     

108.                /*每更新完1页，让LED状态翻转一次*/
     

109.                i = !i;
     

110.                if(i)
     

111.                        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
     

112.                else
     

113.                        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
     

114.        }
     

115. 
     

116.        /*关闭文件，卸载文件系统*/
     

117.        f_close(&file);
     

118.        f_mount(0, 0);
     

119. }
     

120. 
     

121. 
     

122. /*****************************************************************************************************
     

123. 函数名  ：main
     

124. 
     

125. 功    能：主程序入口函数
     

126. 
     

127. 入口参数：无
     

128. 
     

129. 出口参数：无
     

130. 
     

131. 返回值  ：int
     

132. *****************************************************************************************************/
     

133. int main(void)
     

134. {
     

135.        SystemInit();
     

136.        delay_init(72);
     

137.        LED_Init();
     

138.        LCD_Init();
     

139.        FirmwareUpdate();
     

140.        Jump2App(FLASH_APP_ADDR);
     

141.        while(1);
     

142. }
     

143. 
     

144. 
     

145. 
     

   还要注意的地方：用户程序是放在FLASH地址0x08010000的位置的，而且该代码只识别SD卡根目录下的RTC.bin文件，如果要更改文件名，则只需将FirmwareUpdate函数中的“RTC.bin”文件改成你要升级的文件即可。

 

转载于:https://blog.51cto.com/7073525/1373500