【BLE】nRF 蓝牙DFU

本文记录的是Nordic的Secure DFU升级方式，这种升级方式的流程主要是，先通过蓝牙发送开始升级的指令，然后芯片跳转到Bootloader代码中进行升级，需要说明的是，单独的Bootloader代码已经是一个完整的代码了，具有蓝牙广播、蓝牙服务等功能和信息，相当于一个完整的APP代码。

这种升级方式有优缺点：
优点是：就算APP代码由于某些BUG造成设备运行错误，设备也不容易变砖，依旧能再次执行DFU进行升级；
缺点是：在升级过程中由于执行的是Bootloader代码，此时设备是不执行APP的，如果升级的过程需要1分钟那设备在这1分钟都无法正常运行，有些设备要求在升级的过程依旧能正常使用，那么这种方式就不太合适了，所以这个需要根据实际应用选择。

在使用DFU前，需要先配置好一些环境，这个过程需要比较多的工具，这里一一罗列出来：

• gcc-arm-none-eabi编译环境
• Git环境配置及安装
• Python环境配置及nrfutil安装
• nRF Command Line Tools安装；
• MinGW环境配置及安装；
• nRF Connect App;

gcc-arm-none-eabi编译环境

GCC安装的版本最好是SDK路径下的GCC版本，安装路径建议为默认，这样就不需要修改文件了，否则需要根据实际的安装路径和版本修改。

安装版本

Git环境配置及安装

略。

Python环境配置及nrfutil安装

略。
提一点是Python是需要配置环境变量的，如果有两个版本就需要配置两个版本的环境变量，哪个环境变量排在首位，系统就优先采用哪个版本。

在cmd中使用命令pip install nrfutil安装“nrfutil”，安装成功可通过cmd命令查看相关命令。

nRF Command Line Tools安装

点击上面的网站下载完成后，双击安装包，一直同意和下一步，完成安装。

MinGW环境配置及安装

点击对应的网站下载安装包，双击安装，可自定义安装路径。安装完成之后会弹出Package包安装界面，这里需要选择下图的项目。

选择对应的选项后，点击下方图示的选项。

然后按照下图配置相应的环境变量。

如果配置完成可以通过cmd命令查看到版本，如下图所示即证明配置成功（若失败可重启电脑再尝试）。

如果输入指令弹出以下错误，提示缺少文件，需要重新下载libiconv-2.dll文件，然后复制到...\MinGW\bin目录下即可。

Micro-ecc-master lib生成

用文本方式打开下图路径所示的文件。

将所有的make改成mingw32-make，这里是因为我们在配置MinGW时，顺便把make也安装了。

修改前

修改后

双击bat脚本即会自动从git上克隆micro-ecc文件并不同型号的lib。

生成public key

在图示目录下编写并执行脚本，生成新的“dfu_public_key.c”和“private.pem”

nrfutil keys generate private.pem
nrfutil keys display --key pk --format code private.pem --out_file dfu_public_key.c

生成bootloader

选择对应需要升级型号的bootloader工程，这里以nRF52810为例。打开工程编译，应没有Error和Warning。

在下图路径生成的“nrf52810_xxaa_s112.hex”即为bootloader

打包文件

这边为了省事，直接做成脚本生成对应的文件。

nrfutil pkg generate --hw-version 52 --sd-req 0x0103 --application-version 1 --application _build\nrf52810_xxaa.hex  --key-file ..\..\..\..\..\dfu\private.pem ..\..\..\generate\dfu_package.zip
nrfutil settings generate --family NRF52810 --application _build\nrf52810_xxaa.hex --application-version 1 --bootloader-version 1 --bl-settings-version 1 ..\..\..\generate\bootloader_setting.hex
mergehex --merge ..\..\..\..\..\dfu\secure_bootloader\pca10040e_s112_ble\arm5_no_packs\_build\nrf52810_xxaa_s112.hex ..\..\..\generate\bootloader_setting.hex --output ..\..\..\generate\bootloader.hex
mergehex --merge ..\..\..\..\..\..\components\softdevice\s112\hex\s112_nrf52_7.2.0_softdevice.hex _build\nrf52810_xxaa.hex ..\..\..\generate\bootloader.hex --output ..\..\..\generate\app_merge.hex
del ..\..\..\generate\bootloader_setting.hex
del ..\..\..\generate\bootloader.hex

脚本的目录如下，脚本用的是相对地址，可以直接在不同工程下新建该文件夹并编写脚本，如果路径对不上可以根据实际情况修改脚本中的内容。

打开对应工程，在编译后执行该脚本，自动生成烧录文件和DFU文件。

注意：这里的..\是指上一层目录的意思，是基于keil的工程目录而言的，即下图所示目录。

image.png

更详细的说明可以查看nRF Util User Guide。

这里脚本中有几个需要注意的命令：

• a. --hw-version：硬件版本，如果是52系列设置为52，51系列设置为51；
• b. --sd-req：协议栈（SoftDevice）IDs，应输入使用的协议栈版本对应的ID，可以通过cmd命令nrfutil pkg generate --help获取到对应的ID，如果nrfutil的版本太低，可以通过命令pip install -U nrfutil升级，这样就可以获取最新的SoftDevice firmware IDs；

• c. --family：芯片的家族，按照下图所示填写即可，也可以通过cmd命令nrfutil settings generate --help获取；

• c. --application-version：软件的版本，可以查看下图说明；

• d. --bl-settings-version：SDK 15.3.0及以上版本都是2.

升级

暂略。

可能遇到的问题

• Q：合并文件时出现如下错误：

Overlapping segments detected at address 139264.ERROR: The hex files cannot be merged since there are conflicts.

这里可能是因为Bootloader的地址与协议栈/APP的地址冲突了。

如上图所示，紫色部分是协议栈的大小，绿色是APP的大小，从图中看到APP已经到0x27597的位置了，如果Bootloader的地址在这其中就会出现这样的合并错误。如下图所示的Bootloader地址为0x22000，因此0x22000~0x27597地址与APP冲突了，所以提示address 139264(0x22000).ERROR。

A：可以修改Bootloader的IROM1的起始地址，如果修改后超出了Flash的大小那么只能换一个Flash更大的芯片了。