NRF52832 SDK15.3.0
概述：
所謂DFU（Device Firmware Update），就是設備固件升級的意思，而OTA是DFU的一種類型，准確說，OTA的全稱應該是OTA DFU，只不過大家為了方便起見，直接用OTA來指代固件空中升級（有時候大家也將OTA稱為FOTA）。DFU除了可以通過無線方式（OTA）進行升級，也可以通過有線方式進行升級，比如通過UART，USB或者SPI通信接口來升級設備固件。
不管采用OTA方式還是有線通信方式，DFU包括后台式（background）和非后台式兩種模式，目前的智能手機升級Android或者iOS系統都是采用background DFU方式，即新固件在后台悄悄下載，下載成功后，再提示用戶升級，整個升級過程中對用戶手機使用沒有任何影響。而早先的功能機就是采用非后台式 DFU來升級操作系統的，即用戶需要先長按某些按鍵進入bootloader模式，然后再進行升級，在升級過程中，手機的正常功能無法使用。Background DFU必須采用雙備份（dual bank）模式進行升級，即老系統（老固件）和新系統（新固件）各占一塊存儲區，只有當新系統下載完成並校驗成功后才會去升級老系統。而非后台式DFU可以采用dual bank或者single bank模式，dual bank的做法是升級時系統先進入bootloader，然后把新系統（新固件）下載下來並校驗成功，然后再擦除老系統（老固件）並升級新系統，dual bank方式雖然犧牲了很多存儲空間，但是換來了更好的升級體驗。Single bank的做法是升級時系統也是先進入bootloader，然后立馬把老系統擦除，然后直接把新系統下載到老系統區域，跟dual bank相比，single bank將大大節省Flash存儲區域，在系統資源比較緊張的時候，推薦使用single bank方式。不管是single bank還是dual bank，升級過程出現問題后，都可以進行二次升級，都不會出現“變磚”情況。不過dual bank有一個好處，如果升級過程中出現問題或者新固件有問題，它還可以選擇之前的老系統繼續執行而不受其影響。而single bank碰到這種情況就只能一直待在bootloader中，然后等待二次或者多次升級，此時設備的正常功能就無法使用了，從用戶使用這個角度來說，你也可以認為此時設備已經“變磚”了。可參考下面三個圖來理解上述過程
SDK軟件架構
Nordic nRF5系列產品都是使用Flash存儲器的，確切說，是嵌入式可執行代碼的Flash存儲器，也就是說，代碼是可以直接在上面運行的，這個跟很多其他BLE廠商是不一樣的（他們使用的是nand Flash，代碼是不能直接在nand Flash中運行的，必須先裝載到RAM中才能跑，所以你會發現這些廠商的RAM都非常大）。Nordic Flash是帶cache機制的，以保證大部分代碼執行速度可以達到64MHz，在cache失敗的時候，等待周期也只有1個cycle，可以說Flash的執行速度和效率都是非常不錯的。另外，Nordic芯片是純Flash產品，里面沒有其他NVM，所有非易失性數據都放在Flash中，包括藍牙協議棧，這也是為什么Nordic藍牙協議棧也可以OTA的根本原因所在。
Nordic nRF5 SDK將芯片的存儲器划分成如下格局：
Flash結構圖 RAM結構圖
nrf52832flash分區：
Nordic OTA分dual bank和single bank，application、協議棧、和bootloader都可以升級
dual bank updates：
single bank updates：
MBR了解：如果bootloader存在的話，Master Boot Record（MBR）的作用是為了啟動bootloader
從上圖可知，Flash存儲器最下面放的是softdevice（softdevice就是藍牙協議棧，圖中的MBR也屬於softdevice的一部分），中間是application，最上面是bootloader（可選，只有需要OTA的時候，才需要下載bootloader）。這里需要特別指出的是，softdevice是以二進制形式提供給大家的，它占據了Flash的一塊固定空間，起始地址為0，結束地址為APP_CODE_BASE。softdevice同時占用了RAM的一塊固定空間，起始地址為0x20000000，結束地址為APP_RAM_BASE。Softdevice占用的Flash空間是固定不變的，運行時不可調節，也就是說APP_CODE_BASE是一個固定值，而softdevice占用的RAM空間是動態可調的，跟softdevice配置和藍牙服務的多少有直接關聯，所以APP_RAM_BASE一定要根據應用的實際情況進行調整。
這里說明一下， Softdevice不是以庫的形式提供給大家，而是以二進制文件（hex文件）的形式提供給大家，這種方式可以帶來很多好處。首先二進制形式可以保證藍牙BQB認證的版本和發布給客戶的版本一模一樣（因為庫形式的版本每次編譯都會產生少許差異！）。其次softdevice不需要跟你的應用一起編譯或者鏈接，大大節省調試時間，更主要的是，Softdevice運行在固定的Flash空間中，使用固定的RAM空間，從而與你的應用完全隔離開，實現了真正的模塊分離，從而出現問題時，可以迅速定位是協議棧的問題還是應用的問題。再次二進制形式的 Softdevice開啟了保護機制，應用代碼是不能對其進行訪問的，以保證Softdevice的安全性，防止應用代碼誤訪問或者誤擦除某些softdevice區域。最后這種多bin形式使得OTA變得非常靈活，你可以只OTA應用，也可以OTA協議棧和bootloader，或者三者同時OTA。
安裝環境：
1、gcc-arm-none-eabi編譯環境：GCC編譯環境（ https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads）
升級需要micro_ecc_lib_nrf52.lib，需要使用GCC編譯器生成
2、MinGW平台（https://sourceforge.net/projects/mingw/files/latest/download?source）
用於編譯makefile文件，產生micro_ecc_lib_nrf52.lib
3、python（https://www.python.org/downloads/）
選擇版本在2.7.6~3.0.0之間的版本，用於安裝nrfutil工具，nrfutil工具用於產生私匙、公匙以及升級需要的settings信息
4、nrfgo-studio（www.nordicsemi.com）
安裝后主要使用"nrfjprog.exe"和"mergehex.exe"，用於合並與下載文件
5、nrf connect app
用於手機端藍牙APP
安裝說明：
1、gcc-arm-none-eabi編譯環境
2、mingw 平台安裝
安裝好后彈出package包安裝界面MinGW Installation Manager，按下圖所示進行選擇
選擇后，點擊Installationa Apply Changes
3、python安裝，nrfutil安裝
雙擊python-2.7.14.amd64.msi安裝，注意使用默認路徑，安裝過程使用默認插件配置直接一直next
添加環境變量：
打開Windows命令行工具CMD，輸入如下命令：pip install nrfutil，等待完成nrfutil的安裝。安裝后nrfutil.exe在C:\Python27\Scripts中
安裝完成后，在Windows命令行工具輸入：nrfutil version，其版本應該在3.2.0以上
對於Windows用戶，nrfutil運行需要幾個特殊的DLL庫，而這幾個庫有些Windows機器是沒有的，如此，可往：https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=40784下載
生成公匙、私匙對
nrfutil keys generate C:\Users\·\Desktop\priv.pem 產生私匙
nrfutil keys display --key pk --format code C:\Users\·\Desktop\priv.pem --out_file C:\Users\·\Desktop\dfu_public_key.c 產生公匙
生成的 dfu_public_key.c 文件會拷貝到 dfu 文件夾下供 secure_bootloader 使用
生成micro_ecc_lib_nrf52.lib
執行如下的“build_all.bat”腳本（Windows系統），以生成相應的micro-ecc庫（micro-ecc會用來對簽名進行驗簽等安全功能）。請注意，欲成功執行build_all.bat，大家必須先安裝好git和gcc編譯器
點擊后會自動從github上下載micro-ecc
打開MinGW的命令行msys.bat
在批處理框里輸入要生成庫的gcc算法路徑
cd F:\nRF5_SDK_15.3.0_59ac345\external\micro-ecc\nrf52hf_keil\armgcc
之后輸入make
出現錯誤后，按照提示修改gcc的Makefile.windows文件如下（根據下載的gcc-arm-none-eabi編譯環境安裝路徑以及版本修改）
再次輸入make：
至此micro_ecc_lib_nrf52.lib庫生成完成
升級包制作：
升級共需要3個文件以及一個私匙
應用程序文件nrf52832_xxaa_app.hex（F:\nRF5_SDK_15.3.0_59ac345\examples\ble_peripheral\ble_app_buttonless_dfu\pca10040\s132\arm5_no_packs）
boot程序文件nrf52832_xxaa_bootloader_s132.hex（F:\nRF5_SDK_15.3.0_59ac345\examples\dfu\secure_bootloader\pca10040_ble\arm5_no_packs）
藍牙協議棧s132_nrf52_6.1.1_softdevice.hex（F:\nRF5_SDK_15.3.0_59ac345\components\softdevice\s132\hex）
私鑰priv.pem
打開命令行工具，輸入：
生成settings
nrfutil settings generate --family NRF52 --application nrf52832_xxaa_app.hex --application-version 1 --bootloader-version 2 --bl-settings-version 1 settings.hex
合並boot與settings
mergehex.exe --merge nrf52832_xxaa_bootloader_s132.hex settings.hex --output bl_temp.hex
合並bootloader, app and softdevice
mergehex.exe --merge bl_temp.hex nrf52832_xxaa_app.hex s132_nrf52_6.1.1_softdevice.hex --output whole.hex
最終產生whole.hex就是制作的升級程序，將whole.hex下載到設備中就能升級了
升級
生成ZIP文件，需要用戶程序nrf52832_xxaa_new_app.hex以及私匙priv.pem
輸入nrfutil.exe pkg generate --application nrf52832_xxaa_new_app.hex --application-version 2 --hw-version 52 --sd-req 0xB7 --key-file priv.pem SDK14_app_s132.zip
產生的ZIP文件為SDK14_app_s132.zip
打開nRF Connect掃描連接Nordic_Buttonless升級用戶程序：
點擊圓圈處
發送請求，設備將復位並進入bootloader狀態
發送完以后，可以看到名為DFUTARG的設備，說明此時設備進入bootloader 狀態。連接藍牙DfuTarg設備
點擊右上角的DFU按鈕，選擇zip文件，開始升級
等待升級完成
文章參考自：
https://www.cnblogs.com/silencehuan/p/11011716.html
https://blog.csdn.net/jdsnpgxj/article/details/80772727
https://www.cnblogs.com/iini/p/9314246.html
https://blog.csdn.net/seanblog/article/details/100011194
https://blog.csdn.net/weixin_40204595/article/details/80669501