Bootloader升級方式一————擦、寫flash在RAM中運行

在汽車ECU軟件運行中，軟件代碼運行安全性是第一，在代碼中盡可能的不要固化有flash_erase、flash_write操作存在，主要是防止當出現異常情況時，程序跑飛，誤調用erase、write對flash操作，使得原軟件受到破壞，以致ECU不能正常工作。

Bootloader也稱為啟動引導加載程序，這段程序是硬件設備在上電復位之后執行的第一段軟件代碼。

方式一、為了實現在線更新功能，Bootloader程序需要對flash進行操作。一般情況下，我們將FLASH操作程序作為Bootloader組件的一部分固化在存儲器中，在需要執行flash擦除或燒寫操作時，先將該部分代碼復制到RAM中，再做調用。操作代碼的復制工作也可以在Bootloader啟動階段完成。

方式二、兩級Bootloader方案，沒有在flash存儲器中固化flash擦寫代碼，而是通過通訊口將該部分代碼從上位機下載到指定的RAM出，在需要指出flash擦除或燒寫操作時，再調用RAM中的該代碼。

方式三、Bootloader制作下載引導程序，此軟件不固化flash擦寫代碼，通過通訊口下載另外Bootloader(包含flash擦寫操作)到指定的RAM中，跳轉到RAM運行升級流程。

現在我們做簡單的測試，按照方式二測試，Bootloader中沒有擦寫falsh操作代碼，我們把flash_erase和flash_write編譯后生成的bin信息保存在Bootloader軟件的一個數組中（PS：RAM中就是存放全局變量等信息，通過上位機下載也是存放在指定RAM中，我們可以使下載保存在數組中，效果一樣）。

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)，兩個函數，注意：這兩個函數中不能存在調用外部函數、全局變量信息；

3、編譯生成bin文件，通過.map文件查看這兩個函數的位置；

4、在生成的bin文件中提取出這兩個函數信息，重新生成新的bin文件；注意地址是偶數

   或者上位機直接下載此bin文件(原始bin文件)，在MCU端需要從0x218地址處提取數據；

5、在boot中開辟擦、寫兩個函數code長度的數組，為下載擦、寫函數的數據存放在RAM中做准備，以數組形式放在ram中；
6、 將數組地址強制類型轉換為函數指針；

7、在調用這個函數的地址，用函數指針來調；

1.  
   #define FMC_ISPCMD_PROGRAM 0x21 /*!< ISP Command: Program Flash */
2.  
   #define FMC_ISPCMD_PAGE_ERASE 0x22 /*!< ISP Command: Page Erase Flash */
3.  
    
4.  
   uint32_t flash_erase(uint32_t u32addr)
5.  
   {
6.  
   FMC->ISPCMD = FMC_ISPCMD_PAGE_ERASE; /* Set ISP Command Code */
7.  
   FMC->ISPADR = u32addr; /* Set Target ROM Address. The address must be page alignment. */
8.  
   //__set_PRIMASK(1);
9.  
   __asm( "CPSID I");
10.  
    FMC->ISPTRG = 0x1; /* Trigger to start ISP procedure */
11.  
    __ISB(); /* To make sure ISP/CPU be Synchronized */
12.  
    while(FMC->ISPTRG); /* Waiting for ISP Done */
13.  
    //__set_PRIMASK(0);
14.  
    __asm( "CPSIE I");
15.  
     
16.  
    /* Check ISPFF flag to know whether erase OK or fail. */
17.  
    if(FMC->ISPCON & FMC_ISPCON_ISPFF_Msk) {
18.  
    FMC->ISPCON |= FMC_ISPCON_ISPFF_Msk;
19.  
    return 1;
20.  
    }
21.  
    return 0;
22.  
    }
23.  
    uint32_t flash_write(uint32_t u32addr, uint32_t u32data)
24.  
    {
25.  
    FMC->ISPCMD = FMC_ISPCMD_PROGRAM; /* Set ISP Command Code */
26.  
    FMC->ISPADR = u32addr; /* Set Target ROM Address. The address must be word alignment. */
27.  
    FMC->ISPDAT = u32data; /* Set Data to Program */
28.  
    // __set_PRIMASK(1);
29.  
    __asm( "CPSID I");
30.  
    FMC->ISPTRG = 0x1; /* Trigger to start ISP procedure */
31.  
    __ISB(); /* To make sure ISP/CPU be Synchronized */
32.  
    while(FMC->ISPTRG); /* Waiting for ISP Done */
33.  
    //__set_PRIMASK(0);
34.  
    __asm( "CPSIE I");
35.  
     
36.  
    if(FMC->ISPCON & FMC_ISPCON_ISPFF_Msk) {
37.  
    FMC->ISPCON |= FMC_ISPCON_ISPFF_Msk;
38.  
    return 1;
39.  
    }
40.  
    return 0;
41.  
    }

下面我們來是測試代碼：

<code class="language-cpp">//編譯生成的擦、寫文件，此處直接加載到數組中，而非通過上位機下載
//__align(4) ：對齊方式
__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指紋，函數地址低位為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 (;;);
}</code>

測試結果顯示，的確能夠寫法flash中。

下面附上車載診斷升級示意流程圖：