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像使用U盘一样,升级STM32  

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wudianjun2001 发布时间:2015-12-4 08:28
有没有想过,像使用U盘一样升级STM32固件,非常简单,非常方便0 j" V  X" F0 G5 V; n2 o

1 x( E1 f) m; `1:        插入电脑USB接口
. [! \5 B0 m+ U* w  n  A  \2:        把升级固件拖到设备盘符
( [4 K, \/ z6 a4 M7 {  r* P3:        升级完成
5 ~; d8 _- O( M- Q% c. T
# f6 a8 }+ A" |0 T/ S+ L# M

% ]% y, U1 V2 |0 d% k抛弃繁琐的USB DFU,抛弃落后的串口升级,让我们来谈谈U盘升级STM32
: L0 Z$ `( a/ E& f  {. W* z' Q* P' j9 R! @: u6 |. a* w
1. 为什么设计这个BOOT LOADER
% Q3 A6 h: U( O2 x
; ?9 T6 z! f9 R: \1 N在电子产品开发过程中,为了满足市场需要,经常是先开发出一个简单可用的版本,然后逐步迭代升级,修复bug,并增强系统功能
4 `* f, n7 l" k7 t) i一个稳定,简单,安全的升级方式,就变得非常重要
- h4 y! a" `, K3 p3 i- I+ ^对于嵌入式系统来说,常见的升级方式为
3 y6 c6 n# ~! X* C& q# x6 B串口升级(私有协议或者X-Modem)
3 Q) L2 [8 z. ?( u/ u* Y% oUSB升级(DFU)/ j; v8 g. {" k
U盘升级(OTG)5 Z2 {( @6 R; S, u! a+ B% j
网络升级
; C4 |- J6 `8 g9 D* R/ V; H无线升级(OTA)
: V+ L; z( h+ i5 f/ n2 S& b从技术来说,这几种升级方式大同小异,原理类似:都是一个Loader代理接收数据通道的数据,然后解密,烧录到FLASH中;但用户体验完全不同,拿串口升级来说,首先用户需要一个串口软件,然后对于没有硬件串口的PC来说,就需要一个USB转串口设备,对于不同PC平台,串口软件就不一样,这需要学习成本,过程繁琐;所以在一些需要用户自行升级远程设备的情况下,即便是通过电话指导,80%的用户仍然不知道怎么升级,导致失败* ^  s& c% m2 Z; Q7 f  S( k
* }8 F5 |1 ~: f. B* }  T# s
USB的DFU升级,也是类似的问题,它设计的初衷就是面向专业用户的,而不是小白!所以需要安装DFU软件,按照手册来一步步升级" W. p7 h' b' g! A8 c$ u8 C/ k" n
2 j1 Y. }* Y/ g7 k- l; a7 W
OTA升级和网络升级,体验好些,可用做到无感升级,但不适合所有场景2 @% z* {4 _: J2 O; E* {1 K, v

( m7 z* t9 ~7 Y$ S/ ?, ?7 U5 u而U盘升级,用户学习成本最低,U盘大家都知道,然后拷贝一个Bin文件进去,插入设备,重启设备,就完成升级了,非常简单。类似的变种,比如手机升级,是最先进的,直接将手机模拟成U盘,然后用户拷贝数据到手机,重启就好了,非常简单. H! f- R$ q0 b! L; c, W7 z
在嵌入式系统中,还没这么方便的升级手段,虽然ARM的Mbed有一种类似的固件更新功能,但它是专门为调试器设计的,不能内嵌到用户MCU中
* y& F3 H, ~1 a/ s) ^1 K所以,我将手机升级的方案引入到嵌入式系统中,从而为大家提供一个实现稳定,安全,零学习成本的升级方案( O8 u) f8 t3 H2 e: p0 [/ M8 q4 k
经过一段时间的学习研究,有了这个USB MSD Bootloader$ \: Z+ }5 @- e, h3 Z

0 M, m, t, I9 v2. 功能特点
8 S- o  y& y; X# I' c7 ]9 }, d0 f# E
4 f3 Y7 E) @1 T+ M只占用15K FLASH空间/ t, T4 j4 z2 b1 i( }( R# [
简单易用,直接拖拽文件进行固件升级,无需任何专业知识' i" E+ I. D! C# z  X% Y; _
采用USB大容量设备类,不用安装任何驱动" s. U4 c; S1 @& P, R
支持各种系统(Windows/Linux/Mac/Android)
3 g3 F/ c) D( N8 a/ H9 B+ K不用开发任何上位机,提高产品效率0 u& A" S7 ^- F" i! B# p  o$ }  u& m
支持各种加密算法(AES256等),轻松安全升级
7 k# H  U. u4 q9 J! O自动识别Bin,Hex,自定义加密固件(后缀为sec)文件
3 k# c6 T( {9 U8 z  o; g) @2 k支持MD5文件校验机制,保证固件升级的完整性
- w0 {: f- m" @8 \& s: K7 e1 G3 k显示设备升级状态信息
: Y4 b/ X7 ?3 I6 X# O3 c* `; x0 K- L5 a支持长文件名升级& J8 b$ Y, R9 T( d7 M' a
多种措施保证系统健壮性,保证Bootloader不会被误擦除,保证APP合法性
4 y# t! Y: R+ B8 Z( O% ?" N$ r; P支持用户自定义加密算法和完整校验算法,极致安全2 Q# b9 _2 s' o6 ^* U$ p. r
3 R5 H! D/ Y. ]7 |5 ]
3. 系统原理: U: ~2 q1 ~5 m

' e( @( `: {5 w' ^3 A系统开机上电后,Bootloader接管系统,初始化USB硬件,等待USB连接
/ l0 l6 d1 @; d! ^. TBootloader在启动后1秒内,检测USB是否连接PC:如果连接PC,则进入固件升级模式,执行第3步;超时则跳转第8步,尝试执行用户APP
7 p4 C+ Z) f: UBootloader模拟成MSD设备,构建FAT16虚拟文件系统,U盘名为”Bootloader”,容量为100M,但具体实际可用空间,根据用户MCU来确定,建议不要复制除APP之外的无关文件4 w8 E6 ]/ d- W) C
当用户复制文件到U盘时,Bootloader会判断文件后缀和判断文件size,如果size大于实际的MCU可用FLASH或者文件后缀不合法,则进入错误状态,更新状态文件,重新枚举USB; V; d; j4 \! x# N+ G( _( {
文件后缀和size通过检测后,Bootloader会截获PC发送文件数据流,并写入MCU 对应的Flash中
' z2 A; [- |; E, A' w如果写入过程中出错,则终止操作,擦除APP内容,进入错误状态,更新状态文件,重新枚举USB
' ]7 Z$ X. p8 j7 W! y成功写入后,Bootloader更新状态文件,重新枚举USB,显示升级完成;但不会运行APP,只有拔掉USB后,再次重启,才会进入第8步,尝试运行APP. p" j2 S7 U- t( h1 q$ N" E8 v' O
Bootloader检查APP固件的栈和入口函数合法性,只有通过检测后,才开始执行APP。检测判断条件是栈指针必须在RAM地址空间内,入口函数地址必须处于THUMB模式,并LSB为1
/ a, z6 s  E+ B, X/ w停止USB设备,关掉所有的中断,执行APP,APP开始接管系统
1 N8 V9 d4 u  g; l
- ~/ C0 j, G; h# O, I# z
0 |9 m$ n9 a- X% d4. 支持芯片
- d4 }1 F& @8 FSTM32F101/3/5/70 g0 D/ [- C- v6 n7 b
重点来了,点击下面链接,下载固件
$ r6 l( l( o: d- f USB MSD Bootloader.hex.zip (16.67 KB, 下载次数: 413)

评分

参与人数 1 ST金币 -1 收起 理由
oem2008 -1 很给力!

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赞 2 收藏 23 评论44 发布时间:2015-12-4 08:28

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44个回答
wmfi 回答时间:2018-9-8 21:36:52
cathy7612 发表于 2018-4-29 00:04
0 Y4 B. a7 q8 L! h- L为什么是可惜呢?STM32F103C8T6可以吗?

9 _- h7 Q/ f( F+ [2 ?  |; N我用CBT6不能用啊, 烧录HEX文件后, 接上USB一直断开,不出现盘符啊
wmfi 回答时间:2018-9-8 21:38:02
bb999 发表于 2015-12-4 12:561 y) `: t' L  l5 L* D, l
烧了stm32f103zet没反应 ,没看见有u盘出来

) ]3 e8 ]4 i( l0 @2 m: RCBT6 也不行啊,大家怎么都不试试,就一个劲的说好……
cathy7612 回答时间:2018-4-29 00:04:19
潇潇雨歇pku 发表于 2015-12-4 08:47% h: P0 K& w' Q
看起来很厉害的样子,可惜用的是f4
( o# e; n2 O; P
为什么是可惜呢?STM32F103C8T6可以吗?
潇潇雨歇pku 回答时间:2015-12-4 08:47:31
看起来很厉害的样子,可惜用的是f4
仙景 回答时间:2015-12-4 08:49:49
21IC那个就是你
creep 回答时间:2015-12-4 08:55:17
不错,谢谢分享,收藏学习了!!
chifen 回答时间:2015-12-4 08:58:09
谢谢                 
那就地方 回答时间:2015-12-4 08:59:32
牛,赞一个
yanhaijian 回答时间:2015-12-4 09:12:12
没有源码。
wudianjun2001 回答时间:2015-12-4 09:13:15
liu553824989 发表于 2015-12-4 08:49
( j3 W( c. T3 C& ?: b, N4 B21IC那个就是你

, f: _! K! q, @" J/ r不是我,这个帖子转的
Paderboy 回答时间:2015-12-4 09:32:37
这个牛叉叉啊。。。6 D* C0 {' @0 v
2 J2 H5 N" ]; C; ?- Y
STMCU-Logo.png
6 T* w4 Z: c3 ^% t
风子 回答时间:2015-12-4 10:10:11
好东西,谢谢分享
2602082487 回答时间:2015-12-4 11:02:18
不错,谢谢分享
JackieLaura 回答时间:2015-12-4 11:10:17
刚在21ic上看到。。。
' K: J0 q1 T' I
stmcu.org.png
disheng4688 回答时间:2015-12-4 12:06:46
谢谢分享
bb999 回答时间:2015-12-4 12:56:36
烧了stm32f103zet没反应 ,没看见有u盘出来
wofei1314 回答时间:2015-12-4 23:31:28
精华帖子啊,等我验证一下!谢谢分享,真的是迫切的需要这个功能,支持,支持!!!
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