分享：在KE02中做BootLoader

wangpengcheng · 发表于 2014-5-5 17:32:30

这几天在研究KE02做BootLoader，目前有点心得，想跟大家分享一下。当然，只是下位机部分。

程序的思路比较简单：
1. 程序存储：用串口接收到数据，然后写到Flash中去，写完后跳到应用程序中运行。
2. 操作标志：BootFlag，上电的时候先判断BootFlag的状态两种结果
a. 如果BootFlag是操作过的状态（即里面有完整的应用程序），那么启动定时器，开始计时，2秒内如果没有接收到串口的数据，那么就跳到应用程序去运行。
b. 如果BootFlag是未被操作的状态(即应用程序不完整)，那么，不启动定时器，一直在Boot中运行。
c. 当接到擦除命令的时候，将BootFlag擦除，处于Flash未操作状态。
d. 当接到结束命令的时候，将BootFlag置起，处于Flash已操作状态。

通讯协议：

我个人比较懒，也懒得去研究ModernBus之类的协议，就看着HEX的文件格式就是不错的协议，所以就直接拿来用了，而且HEX文件都是ASCII字符，在数据传输过程中不容易出错，它的格式如下：
:LLAAAATTDDVV\r\n
:    每一行的头
LL 数据域的长度
AAAA 地址域
TT    类型域
DD    数据域
VV    校验域
\r\n 结尾

以上要重点说明的是类型域，HEX的类型域一般有以下几种：
00 表示数据记录
01 文件结束记录
02 扩展段地址记录
04 扩展线性地址记录
05 开始线性地址记录
也就是说当类型域为00的时候，表示此段数据需要按照地址域的地址写到Flash中去。01的时候表示文件结束了，也就是说已经发送完了，可以跳到应用程序去了。然后还有一个需要注意的是04，它是扩展地址，可以理解成高16位地址。
按照上面的格式应该就可以进行通讯烧录，但是考虑到BootFlag操作，所以我添加了一个06，为擦除命令。即是说在烧录前可以将所有应用程序空间擦除一次，包括BootFlag，也被擦掉。
按照上面的描述，我的协议也有了。

BootFlag：
刚才我们说需要做一个BootFlag，但是BootFlag所处的位置让我大伤脑筋，如果放在Boot区的Flash中，那么，我在擦除与置位的时候有太多的麻烦，所以只能放在应用程序区。经过综合考虑，最终，我决定将BootFlag放在Flash最后一段的最后几个字节。在擦除Flash的时候，我从最后面一个段开始往前面擦除，这样的话就最先擦掉BootFlag。而在Flash编程的时候，根据HEX文件的特性，会是从前往后编程，等编程完后，再把BootFlag置位。这样就避免了在任何时候断电重启时，内部残余的应用程序可能会启动的情况。

应用程序：
在考虑BootLoader程序的时候，考虑最多的是中断向量的问题。因为BootLoader跟Applaction程序不可能公用中断向量。一开始想的是要实在不行的话，在RAM中做一个函数指针数组，然后将中断向量指向这个数组，然后在BootLoader与Applaction程序启动的时候都可以将中断句柄初始化到数组中，可以完成中断向量相同，但中断函数不同。但这样的做法很麻烦，面对目前飞思卡尔提供的例程架构，要改的东西太多。后来发现其实ARM的NVMI寄存器中有中断向量重影射的寄存器，这下解决大问题了，只要在应用程序启动的时候将中断向量直接写入此寄存器就可以了：
SCB_VTOR = (uint32_t)(&__vect_table);

做应用程序的时候要注意的两点：
1、就是刚才说的中断向量表的重影射。
2、应用程序起始地址。其实说完了就是分散加载的问题，我用的是KEIL，分散加载文件是用PE生成的，然后拿来做修改就可以了。

现在所有的问题基本思路都清楚了，可以开干了！我用KE02提供的程序库，开始做，当我将程序做完之后，我发现妈呀，将近15K呀，这怎么行啊，优化，一定要优化。当然将KEIL中的优化级别设为最高，还是不行啊，10K多呀，这太郁闷了，我用的芯片是KE02Z64VQH2，只有64KFlash，我不能有10K多的Boot呀。后来打开MAP文件一看，里面有好多没有用到的函数啊，晕，没用到，但他也占空间啊，删吧，于是把不用的函数全给屏了，这回好多了，只有2.5K了，2.5K也大，再想办法，从MAP文件中看到有哪个函数占用空间大了，进行优化，能省一点是一点，在我的不断努力下，终于，小于2K了，成功！

源码如下：

苦行僧 · 发表于 2014-5-5 19:06:15

bootloader好像都是大神玩的啊
之前看Linux的时候好像了解过一些，只是了解......
我也来学习学习，拿出KE02哈哈哈

yangyi · 发表于 2014-5-5 19:45:30

freescale有提供现成的，没必要什么都自己弄。到官网看看吧。

yangyi · 发表于 2014-5-5 19:47:01

刚看到有网友贴上来了。见
http://www.amobbs.com/thread-5579626-1-1.html

wangpengcheng · 发表于 2014-5-5 20:52:29

本帖最后由 wangpengcheng 于 2014-5-5 20:54 编辑

yangyi 发表于 2014-5-5 19:47
刚看到有网友贴上来了。见
http://www.amobbs.com/thread-5579626-1-1.html

现成的看了一下，用起来不舒服，就当熟悉ARM架构了，好久前就想做一个，一直没动手，现在刚好有KE02的平台，就做了一个，哈哈！

wangpengcheng · 发表于 2014-5-5 20:53:36

苦行僧发表于 2014-5-5 19:06
bootloader好像都是大神玩的啊
之前看Linux的时候好像了解过一些，只是了解......
我也来学习学习，拿出KE0 ...

没那么复杂的，当年用AVR的时候，就玩过，只不过AVR是专门分出了Boot区，现在ARM所有地址都相同，自己分一下！

zndz410 · 发表于 2014-5-5 21:29:07

楼主高人啊，自己作BootLoader。

xjf_hz · 发表于 2014-5-5 21:44:41

zndz410 发表于 2014-5-5 21:29
楼主高人啊，自己作BootLoader。

wwww.freescale.com搜索一下An2295就知道飞思卡尔的bootloader其实是小儿科

wangpengcheng · 发表于 2014-5-5 21:58:50

zndz410 发表于 2014-5-5 21:29
楼主高人啊，自己作BootLoader。

简单的Boot而已，ARM9那样的，我到现在都没玩明白！

motodefy · 发表于 2014-5-5 21:59:51

自己写，楼主厉害啊，之前玩KE02是用官方的

wangpengcheng · 发表于 2014-5-5 22:09:35

其实这个Boot要用的话，是会限制应用程序的，需要在应用程序中写清楚程序起始地址以及中断向量重影射！如果不限制的话应该怎么弄，还没想明白！

wangpengcheng · 发表于 2014-5-6 10:39:51

motodefy 发表于 2014-5-5 21:59
自己写，楼主厉害啊，之前玩KE02是用官方的

官方的程序有点大，不适合自己用，呵呵！

zhongyb · 发表于 2014-5-6 13:47:16

请问楼主这个BOOTLOADER是用什么上位机操作来升级固件？

sblpp · 发表于 2014-5-6 16:40:51

谢谢楼主分享！
好资料。

yangyi · 发表于 2014-5-6 19:44:29

官方的程序是看来学习的，用到产品中还是要自己写。否则容易被破解。

wangpengcheng · 发表于 2014-5-6 21:55:40

zhongyb 发表于 2014-5-6 13:47
请问楼主这个BOOTLOADER是用什么上位机操作来升级固件？

上位机准备选择用mk60dx256来做，实现脱机，这几天正在看usb的msd,暂时还没看明白

fengyunyu · 发表于 2014-8-27 20:45:51

"里面有好多没有用到的函数啊"，mdk的话勾选“one elf section per function“

laotui · 发表于 2014-8-27 22:23:03

官方的程序只是演示性的确实不适合直接用。

cn_x · 发表于 2014-8-27 22:38:48

楼主牛人，迅速换塔式板子做应用回馈大家

wangpengcheng · 发表于 2014-8-27 23:41:44

cn_x 发表于 2014-8-27 22:38
楼主牛人，迅速换塔式板子做应用回馈大家

靠你了，我最近太忙了，呵呵！

湛泸骏驰 · 发表于 2014-8-28 06:57:01

好帖 mark。。

cn_x · 发表于 2014-8-28 08:24:27

wangpengcheng 发表于 2014-8-27 23:41
靠你了，我最近太忙了，呵呵！

我换6000的够了高大上的玩不起

dongyanbo · 发表于 2014-8-28 12:18:50

技术贴啊，支持一下

holts2 · 发表于 2014-8-28 12:26:05

这个如果用OpenSDA写一次MCU，会胡盖吗？

qinglong · 发表于 2014-8-28 12:58:33

都是好资料啊，收藏慢慢学

浪里白条 · 发表于 2014-8-28 13:49:27

没研究过这种东西，大致完成的功能是通过串口可以给单片机下载程序?

wangpengcheng · 发表于 2014-8-28 13:58:36

浪里白条发表于 2014-8-28 13:49
没研究过这种东西，大致完成的功能是通过串口可以给单片机下载程序?

是的

浪里白条 · 发表于 2014-8-28 14:03:37

wangpengcheng 发表于 2014-8-28 13:58
是的

但是串口传的数据不是很容易出现误码，这个有没得校验？

wangpengcheng · 发表于 2014-8-28 16:47:54

浪里白条发表于 2014-8-28 14:03
但是串口传的数据不是很容易出现误码，这个有没得校验？

在传输的时候采用HEX文件方式传输，一个是ASCII传输误码相对较少，另一个HEX文件格式中每行最后一个字节是校验数据，可以避免传输错误！

carollim · 发表于 2014-8-28 16:50:12

学习了

浪里白条 · 发表于 2014-8-28 17:16:01

wangpengcheng 发表于 2014-8-28 16:47
在传输的时候采用HEX文件方式传输，一个是ASCII传输误码相对较少，另一个HEX文件格式中每行最后一个字节 ...

原来如此，感谢讲解。

laotui · 发表于 2014-8-28 18:03:02

非常有价值的帖子，学习了。

abszy · 发表于 2014-8-30 17:14:55

支持楼主原创学习了

pcbddd · 发表于 2014-8-30 18:36:27

收藏，有机会在板子上试

jiang887786 · 发表于 2014-8-31 00:38:01

好东西，学习了，谢谢

重庆酱油仔 · 发表于 2014-10-22 18:34:06

Mark ke02bootloader

秦天 · 发表于 2014-10-22 21:49:56

MARK!后面有时间一同研究下BOOTLOADER

Ray______ · 发表于 2014-12-16 14:56:07

wangpengcheng 发表于 2014-8-28 16:47
在传输的时候采用HEX文件方式传输，一个是ASCII传输误码相对较少，另一个HEX文件格式中每行最后一个字节 ...

串口传是不是很慢，不是烧录器的会快点吗

xianghaisha · 发表于 2014-12-16 17:56:33

bootloader一般还是加上校验等等多包传输什么的

wangpengcheng · 发表于 2014-12-18 21:56:46

Ray______ 发表于 2014-12-16 14:56
串口传是不是很慢，不是烧录器的会快点吗

呵呵，串口115K，SWD是12M，你说呢

ijlc1314 · 发表于 2014-12-18 23:24:21

楼主真厉害！记得编译器有个选项，勾上后没用到的函数在链接时会自动屏蔽的

craigtao · 发表于 2014-12-19 08:42:41

现在什么单片机都有bootloader了，

javabean · 发表于 2014-12-19 08:53:48

这个不错，是个简单的入门

gongshu · 发表于 2014-12-19 08:57:12

收藏学习学习啊

ijlc1314 · 发表于 2014-12-19 19:18:27

今天发现好像官方也有提供

hdxet · 发表于 2014-12-20 11:44:22

谢谢楼主，好资料

jiang887786 · 发表于 2014-12-20 11:56:19

感谢楼主分享，好资料要收藏！

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