STM32F407/STM32F417通过以太网实现在应用中编程 (IAP)

1 简介
# `0 j& c# e+ v: [; f: A
本应用笔记专为使用 STM32F407/STM32F417 微控制器的开发人员编写。它提供了如何使用 STM32F407/STM32F417 以太网通信接口实现在应用中编程 (IAP) 的解决方案。
' y. A; ^7 z5 w
有两种基于 LwIP TCP/IP 协议栈的解决方案：

; b$ A. l! }& n* |! j4 Z9 A● 使用 TFTP （简单文件传输协议）的 IAP
● 使用 HTTP （超文本传输协议）的 IAP
+ I6 G8 n- s$ p! A
0 E$ o" B# p2 c5 |3 O5 }: i  B2 IAP 概述

5 }5 R8 `, p8 U! @0 ?6 |. T2.1 工作原理

在应用中编程 (IAP) 是一种在现场通过 MCU 通信接口（例如 UART、USB、CAN 和以太网）进行固件升级的方式。
1 R* u( G& M4 e" _; H* b
启动微控制器时，可以选择让其在以下任一模式运行：
' M# L) F" j& r) V  _0 |0 |
7 n0 n* c/ G- w8 F● IAP 模式，用于执行 IAP 代码，
& R9 E, g+ l8 C- v  i* s● 正常模式，用于执行应用程序代码。
, f) q5 b- J( x6 L( `
无论是 IAP 代码还是应用程序代码都位于微控制器的内置 Flash 中。IAP 代码通常存储在 MCUFlash 的第一页，而用户应用程序代码则占据剩余的 Flash 区域。

图 1 介绍了 IAP 操作流程：

2.2 使用 MCU 以太网接口实现 IAP

如果有以太网可用，则它通常是在嵌入式系统中实现 IAP 功能的首选接口。其优势包括：

● 高速通信接口 (10/100 Mb/s)

- {" A9 t; R& B- o2 l+ J4 J

● 通过网络 (LAN 或 WAN) 进行远程编程

2 R% p, i* n2 _3 a) p& U

● 可以使用 FTP、TFTP、HTTP 等基于 TCP/IP 栈的标准应用协议实现 IAP

, F% Q8 n9 V5 C# W! g

2.3 通过以太网在 STM32F407/STM32F417 上实现 IAP

! @7 v7 p& P$ K" C$ |' r

本应用笔记将介绍两种使用以太网通信外设在 STM32F407/STM32F417 上实现 IAP 的解决方案：

● 使用 TFTP（简单文件传输协议）的 IAP

' N6 {: J) b" f( n$ G0 L6 w" a

● 使用 HTTP（超文本传输协议）的 IAP

" j8 _  X6 {5 t

这两种解决方案均基于 LwIP 栈 (v1.3.2)，它是轻量级的 TCP/IP 协议栈。

2.3.1 使用 TFTP 实现 IAP 方法

使用 TFTP 实现 IAP 的方法广泛应用于需要具有固件升级功能的嵌入式应用中（例如，嵌入式 Linux bootloader 中）。

TFTP 是一种在 UDP 传输层上执行的简单文件传输协议。此协议非常适合在局域网环境中使用。它基于客户端/服务器架构，在这种架构中，客户端会向服务器发出文件传输请求（读取或写入操作）。

为实现 IAP，需要在 LwIP 协议栈上实现一个简单的 TFTP 服务器，服务器只需处理来自 PC的 TFTP 客户端的写入请求即可。

2.3.2 使用 HTTP 实现 IAP 方法

/ J$ I7 K) s7 }0 O4 V, v; d

使用 HTTP 协议进行固件升级没有使用 TFTP 常见，但是在需要通过 Internet 进行远程编程时，这种解决方案就显得极为有用。这时，需要使用 TCP 传输协议来实现 http 服务。

HTTP 基于 TCP 协议运行，它提供了一种以 HTML 表单形式从 Web 客户端（Mozilla Firefox或 Microsoft Internet Explorer）发送二进制文件的方式。这称为 HTTP 文件上传 (RFC 1867)。

本文档中的后续章节将详细介绍这两种 IAP 方法的实现，并会对如何使用软件进行说明。

% s: j, T6 @! l4 V/ u8 t

3 使用 TFTP 实现 IAP

5 x' ]" @! N" P) {; d

3.1 TFTP 概述

TFTP 是一种基于 UDP 的简单文件传输协议。文件传输由 TFTP 客户端发起，会向 TFTP 服务器发送读取或写入请求。服务器确认请求后，即开始进行文件数据传输。数据将以固定大小的块进行发送（例如每块含 512 个字节）。

必须在每个发出的数据块都得到接收方确认后，才可以发送下一个数据块。这种确认机制通过随各个数据块一同发送的块编号来实现。数据块小于固定块大小表示文件传输的结束。

; j8 q' H. j7 N0 P6 W" G

图 2 描述了各种 TFTP 数据包的格式：

8 V+ R8 Q6 w- t8 Y

( u/ A& S" ?4 ]- S

..............

想了解更多，请下载原文阅读

下载地址1>> 下载地址2>>  更多中文文档>>

5 j% |) m, O+ E  L  M0 J

点赞