「bootloader」Bootloader升级方式一————擦、写flash在RAM中运行

bootloader

在汽车ECU软件运行中，软件代码运行安全性是第一，在代码中尽可能的不要固化有flash_erase、flash_write操作存在，主要是防止当出现异常情况时，程序跑飞，误调用erase、write对flash操作，使得原软件受到破坏，以致ECU不能正常工作。

bootloader也称为启动引导加载程序，这段程序是硬件设备在上电复位之后执行的第一段软件代码。

方式一、为了实现在线更新功能，Bootloader程序需要对flash进行操作。一般情况下，我们将FLASH操作程序作为Bootloader组件的一部分固化在存储器中，在需要执行flash擦除或烧写操作时，先将该部分代码复制到RAM中，再做调用。操作代码的复制工作也可以在Bootloader启动阶段完成。

方式二、两级Bootloader方案，没有在flash存储器中固化flash擦写代码，而是通过通讯口将该部分代码从上位机下载到指定的RAM出，在需要指出flash擦除或烧写操作时，再调用RAM中的该代码。

方式三、Bootloader制作下载引导程序，此软件不固化flash擦写代码，通过通讯口下载另外Bootloader(包含flash擦写操作)到指定的RAM中，跳转到RAM运行升级流程。

现在我们做简单的测试，按照方式二测试，Bootloader中没有擦写falsh操作代码，我们把flash_erase和flash_write编译后生成的bin信息保存在Bootloader软件的一个数组中（PS：RAM中就是存放全局变量等信息，通过上位机下载也是存放在指定RAM中，我们可以使下载保存在数组中，效果一样）。

1、新建flash工程；

2、flash.c文件中主要包含：uint32_t flash_erase(uint32_t u32addr)和uint32_t flash_write(uint32_t u32addr, uint32_t u32data)，两个函数，注意：这两个函数中不能存在调用外部函数、全局变量信息；

3、编译生成bin文件，通过.map文件查看这两个函数的位置；

4、在生成的bin文件中提取出这两个函数信息，重新生成新的bin文件；注意地址是偶数

或者上位机直接下载此bin文件(原始bin文件)，在MCU端需要从0x218地址处提取数据；

5、在boot中开辟擦、写两个函数code长度的数组，为下载擦、写函数的数据存放在RAM中做准备，以数组形式放在ram中；

6、将数组地址强制类型转换为函数指针；

7、在调用这个函数的地址，用函数指针来调；

#define FMC_ISPCMD_PROGRAM     0x21     /*!< ISP command: Program Flash    */
#define FMC_ISPCMD_PAGE_ERASE  0x22     /*!< ISP Command: Page Erase Flash */

uint32_t flash_erase(uint32_t u32addr)
{
		FMC->ISPCMD = FMC_ISPCMD_PAGE_ERASE; /* Set ISP Command Code */
    FMC->ISPADR = u32addr;               /* Set Target ROM Address. The address must be page alignment. */
	 //__set_PRIMASK(1);
	 __asm("CPSID I");
	 FMC->ISPTRG = 0x1;                   /* Trigger to start ISP procedure */
    __ISB();                             /* To make sure ISP/cpu be Synchronized */
    while(FMC->ISPTRG);                  /* Waiting for ISP Done */
    //__set_PRIMASK(0);
	 __asm("CPSIE I");

    /* Check ISPFF flag to know whether erase OK or fail. */
    if(FMC->ISPCON & FMC_ISPCON_ISPFF_Msk) {
        FMC->ISPCON |= FMC_ISPCON_ISPFF_Msk;
        return 1;
    }
    return 0;
}
uint32_t flash_write(uint32_t u32addr, uint32_t u32data)
{
		FMC->ISPCMD = FMC_ISPCMD_PROGRAM;   /* Set ISP Command Code */
    FMC->ISPADR = u32addr;              /* Set Target ROM Address. The address must be word alignment. */
    FMC->ISPDAT = u32data;              /* Set Data to Program */
 	// __set_PRIMASK(1);
	 __asm("CPSID I");
    FMC->ISPTRG = 0x1;                  /* Trigger to start ISP procedure */
    __ISB();                            /* To make sure ISP/CPU be Synchronized */
    while(FMC->ISPTRG);                 /* Waiting for ISP Done */
    //__set_PRIMASK(0);
	 __asm("CPSIE I");

    if(FMC->ISPCON & FMC_ISPCON_ISPFF_Msk) {
        FMC->ISPCON |= FMC_ISPCON_ISPFF_Msk;
        return 1;
    }
	return 0;
}

下面我们来是测试代码：

//编译生成的擦、写文件，此处直接加载到数组中，而非通过上位机下载
//__align(4) ：对齐方式
__align(4) uint8_t flash_erase_buf[]={
0x01,0x46,0x22,0x20,0x11,0x4A,0xD0,0x60,0x10,0x46,0x41,0x60,0x72,0xB6,0x01,0x20,
0x10,0x61,0x00,0xBF,0x00,0xBF,0x00,0xBF,0xBF,0xF3,0x6F,0x8F,0x00,0xBF,0x00,0xBF,
0x00,0xBF,0x00,0xBF,0x09,0x48,0x00,0x69,0x00,0x28,0xFB,0xD1,0x62,0xB6,0x07,0x48,
0x00,0x68,0x40,0x22,0x10,0x40,0x00,0x28,0x06,0xD0,0x04,0x48,0x00,0x68,0x10,0x43,
0x02,0x4A,0x10,0x60,0x01,0x20,0x70,0x47,0x00,0x20,0xFC,0xE7,0x00,0xC0,0x00,0x50,
};

__align(4) uint8_t flash_write_buf[]={
0x02,0x46,0x21,0x20,0x12,0x4B,0xD8,0x60,0x18,0x46,0x42,0x60,0x81,0x60,0x72,0xB6,
0x01,0x20,0x18,0x61,0x00,0xBF,0x00,0xBF,0x00,0xBF,0xBF,0xF3,0x6F,0x8F,0x00,0xBF,
0x00,0xBF,0x00,0xBF,0x00,0xBF,0x0A,0x48,0x00,0x69,0x00,0x28,0xFB,0xD1,0x62,0xB6,
0x07,0x48,0x00,0x68,0x40,0x23,0x18,0x40,0x00,0x28,0x06,0xD0,0x04,0x48,0x00,0x68,
0x18,0x43,0x03,0x4B,0x18,0x60,0x01,0x20,0x70,0x47,0x00,0x20,0xFC,0xE7,0x00,0x00,
0x00,0xC0,0x00,0x50
};

typedef void (*flash_erase_handler)(uint32_t u32addr);
typedef void (*flash_write_handler)(uint32_t u32addr, uint32_t u32data);

flash_erase_handler flash_erase = (flash_erase_handler)(flash_erase_buf + 1); // cortex-mo 使用thumb指纹，函数地址低位为1
flash_write_handler flash_write = (flash_write_handler)(flash_write_buf + 1);

int main(void)
{ 

	main_powerOnInit();
	SYS_UnlockReg();
	DrvFMC_Open();
	DrvFMC_EnableAPUpdate();
	DrvFMC_Erase(SPIFLAG_ADDR);
	DrvFMC_Write(SPIFLAG_ADDR,0x88776655);
	DrvFMC_disableAPUpdate();
	DrvFMC_Close();
	SYS_LockReg();
		
	//DisableInterrupts；
	SYS_UnlockReg();
	DrvFMC_Open();
	DrvFMC_EnableAPUpdate();
	flash_erase(SPIFLAG_ADDR);
	flash_write(SPIFLAG_ADDR,0xAABBCCDD);
	DrvFMC_DisableAPUpdate();
	DrvFMC_Close();
	SYS_LockReg();
	//EnableInterrupts;
	for (;;);
}

测试结果显示，的确能够写法flash中。

下面附上车载诊断升级示意流程图：

Bootloader升级方式一————擦、写flash在RAM中运行

bootloader

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