2020年01月08日 | STM8的IAP与APP

最近项目需要，开发STM8的升级系统，也就是通过IAP进行升级APP。

MCU：STM8S207M8（不同的型号只要修改相应的接口即可）

IAP：bootloader v1.1（AN2659code）

APP：项目应用程序

开发环境：STVD+Cosmic

升级软件：官方的Flash Loader Demonstrator（后期根据协议自定义实现）

原理：MCU上电后，从0x8000地址执行，也就是bootloader的起始代码，当收到同步码时，进入升级状态，

等待命令，升级软件通过协议进行flash烧写。完成后，跳转到代码APP的起始地址，MCU开始执行APP程序。

在APP状态下，如果收到升级固件命令，跳转到IAP所在起始地址0x8000，进入升级状态。

PS：STM8内部固化了一个bootloader，可以通过配置字OPTBL打开。该bootloader支持iap uart下载程序。

由于硬件的情况，这里就不用内置bootloader，这里所讲的bootlader是指IAP。

1、由于bootloader代码并不是基于STM8S207M8的，所以需要移植，主要问题是段定义问题。

根据代码的段使用情况，在setting->Linker->Input中定义相应的段，尤其是FLASH_CODE段，

因为该段是定义在RAM中，意义是指FLASH操作全部是在RAM中运行的。

注意，设置中断向量地址为0x8000，代码段的起始地址为0x8080（向量表占0x80个字节）。

注意设置C编译优化，因为代码太大的话，APP的起始地址要向后移动，不要重叠了。

另外，还要根据FLASH、EEPROM、RAM等大小在main.h文件中进行一些配置：

#define  BLOCK_BYTES          128

#define  ADDRESS_BLOCK_MASK   (BLOCK_BYTES - 1)

//memory boundaries

#define  RAM_START            0x000000ul

#define  RAM_END              0x0017FFul

#define  EEPROM_START         0x004000ul

#define  EEPROM_END           0x0047FFul

#define  OPTION_START         0x004800ul

#define  OPTION_END           0x00487Ful

#define  UBC_OPTION_LOCATION  0x004801

#define  FLASH_START          0x008000ul

#define  FLASH_END            0x017FFFul

#define  BLOCK_SIZE           0x80

#define  BLOCK_PER_SECTOR     0x08

2、编译好的IAP通过SWIM工具下载到flash起始地址0x8000中。

3、根据通信协议《STM8 bootloader.pdf》，调通升级软件与IAP之间的串口通信操作。

4、这里自定义APP的起始地址为0xa000，那么在APP的工程里，设置中断向量地址为0xa000，代码段的起始地址为0xa080。

5、APP中跳转到IAP，使用汇编_asm("jp $0x8000")即可。

APP的中断执行流程：

由于STM8的中断向量表是固定的，当STM8产生中断异常后，会跳转到0x8000，执行相应的中断服务程序。但是APP的中断向量起始地址是0xa000。

那么要执行真正的中断服务程序就必须在IAP的中断向量进行定重向。一般的处理方面就是从IAP的向量表中跳转到APP的中断向量表中。

先来看IAP的中断向量表：

extern void _stext();     /* startup routine */

struct interrupt_vector const UserISR_IRQ[32] @ MAIN_USER_RESET_ADDR;

//redirected interrupt table

struct interrupt_vector const _vectab[] = {

    {0x82, (interrupt_handler_t)_stext}, /* reset */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 1)}, /* trap  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 2)}, /* irq0  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 3)}, /* irq1  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 4)}, /* irq2  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 5)}, /* irq3  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 6)}, /* irq4  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 7)}, /* irq5  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 8)}, /* irq6  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+ 9)}, /* irq7  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+10)}, /* irq8  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+11)}, /* irq9  */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+12)}, /* irq10 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+13)}, /* irq11 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+14)}, /* irq12 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+15)}, /* irq13 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+16)}, /* irq14 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+17)}, /* irq15 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+18)}, /* irq16 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+19)}, /* irq17 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+20)}, /* irq18 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+21)}, /* irq19 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+22)}, /* irq20 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+23)}, /* irq21 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+24)}, /* irq22 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+25)}, /* irq23 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+26)}, /* irq24 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+27)}, /* irq25 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+28)}, /* irq26 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+29)}, /* irq27 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+30)}, /* irq28 */

    {0x82, (interrupt_handler_t)(UserISR_IRQ+31)}, /* irq29 */

};

注意到MAIN_USER_RESET_ADDR的定义：

#define MAIN_USER_RESET_ADDR 0xA000ul

MAIN_USER_RESET_ADDR就是APP的起始地址，同时也是APP的中断向量表的地址。

从IAP的中断向量表中，可以看到，当APP产生中断时，就会先跳转到IAP的中断向量表，再从IAP的中断向量表跳转到APP的中断向量表。

关于时钟的配置：

当MCU是由内部时钟启动的，启动后往往需要切换到外部高速时钟HSE，一般的代码操作是：

CLK_DeInit(); 

CLK_HSECmd(ENABLE);                                  

while(SET != CLK_GetFlagStatus(CLK_FLAG_HSERDY));

CLK_SYSCLKConfig(CLK_PRESCALER_CPUDIV1);

CLK_ClockSwitchCmd(ENABLE); 

CLK_ClockSwitchConfig(CLK_SWITCHMODE_AUTO , CLK_SOURCE_HSE , DISABLE , CLK_CURRENTCLOCKSTATE_ENABLE);

这里本来没有什么问题，但需要注意的是，如果在IAP和APP都进行时钟切换到HSE的时候，就可能代码一直在这个循环里：

while(SET != CLK_GetFlagStatus(CLK_FLAG_HSERDY));

所以在bootloader中切换时钟后，在APP里就不要再重复操作了。

关于该版本IAP的BUG：

void ProcessCommands(void)

{

  u8 result;

  do

  {

    //init pointer

    ReceivedData = DataBuffer;

    //receive data 1-st byte

    if(!Receive(ReceivedData++))

      continue;

    //receive data 2-nd byte

    if(!Receive(ReceivedData++))

      continue;

    //check if command bytes are complements

    if(DataBuffer[N_COMMAND] != (u8)(~DataBuffer[N_NEG_COMMAND]))

    {

      Transmit(NACK);

      continue;

    }

    //parse commands

    Transmit(ACK);

    switch(DataBuffer[0])

    {

      case (GT_Command): result = GT_Command_Process(); break;

      case (RM_Command): result = RM_Command_Process(); break;

      case (GO_Command): result = GO_Command_Process(); break;

      case (WM_Command): result = WM_Command_Process(); break;

      case (EM_Command): result = EM_Command_Process(); break;

    }

  }while( (!result) || (DataBuffer[0] != GO_Command) ); //until GO command received

其中，DataBuffer为全局数组：

//input buffer

u8 DataBuffer[130];

从ProcessCommands函数看到，在switch中判断DataBuffer[0]值，在循环中仍然用DataBuffer[0] != GO_Command来判断。

由于在执行XX_Command_Process中，通信缓冲区是用DataBuffer，所以有可能会改变DataBuffer[0]的值，当DataBuffer[0]的

值被改变为GO_Command时，就可能跳出循环，导致函数ProcessCommands返回，无法继续执行下一条命令，从而出错。

笔者遇到该问题，在升级过程中，需要写181页的数据，刚好在第61页的数据中接收到的第一个数据为0x21，也就是GO_Command的值，

从而导致无法继续升级。所以需要改为：

    u8 cmd;

    ... ...

    cmd = DataBuffer[0];

    switch(cmd)

    {

      case (GT_Command): result = GT_Command_Process(); break;

      case (RM_Command): result = RM_Command_Process(); break;

      case (GO_Command): result = GO_Command_Process(); break;

      case (WM_Command): result = WM_Command_Process(); break;

      case (EM_Command): result = EM_Command_Process(); break;

    }

  }while( (!result) || (cmd != GO_Command) ); //until GO command received