STM32 CUbeIDE 使用Ymodem协议进行串口IAP升级

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STMCU-管管发布时间：2020-9-21 10:16

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学习了一下使用Ymodem协议串口IAP程序升级的功能，移植的是ST的工程文件。附上下载链接http://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=IAP-t=tools-page=1；ST官网提供的各种IAP，其方法和原理其实都类似：就是将程序文件（二进制文件）写入FLASH。

9 u, y# y O. ~ E& J

% e3 `0 @) r& x& F9 h4 p! }3 j

1、Ymodem协议简介

Xmodem、Ymodem和Zmodem协议是最常用的三种通信协议。Xmodem协议是最早的，传输128字节信息块。Ymodem是Xmodem的改进版协议，具有传输快速稳定的优点。它可以一次传输1024字节的信息块，同时还支持传输多个文件。以下协议内容的简介，顺便添加了一点自己的见解。

( H4 l6 J$ G' p3 N, g4 z& n0 d3 }

YModem，数据的发送回使用CRC校验，保证数据传输的正确性。它每传输一个信息块数据时，就会等待接收端回应ACK信号，接收到回应后，才会继续传输下一个信息块，保证数据已经全部接收。

, g$ D, @3 r+ i4 J( Q" g* e- A

SENDER:发送方。3 r/ g( P" K0 Y* T
RECEIVER:接收方。
9 G7 Q+ d( l7 K& y2 T5 [
第一步先由接收方，发送一个字符'C'; q8 b( g) G& z; {3 a& |7 N6 u0 `
发送方收到'C'后，发送第一帧数据包，内容如下：8 g: d. f- _: k4 p( n" x- U1 `
**SOH 00 FF filename filezise NUL CRCH CRCL**/ S! O3 R" ?2 ^' o4 ^* X3 o
帧长=3字节数据首部+128字节数据+2字节CRC16校验码=133字节
S& w7 i p. _8 ]8 }
如下所示：
, A: u P* {6 q
SOH 00 FF Foo.c NUL[123] CRCH CRCL
4 I' m) K8 r4 F" v; H' O& P9 ^
第1字节SOH:表示本包数据区大小有128字节。如果头为STX表示本包数据区大小为1024字节。
! u' I/ g' `( n3 z$ ~ l
+ L! W; H; s- W4 K T
第2字节00: 编号，第一包为00,第二包为01，第三包为02依次累加。到FF后继续**从0循环递增**。这样就会出现一个BUG，那就是文件在传输大小上有限制，256x128 = 32768 字节 **32K的限制**。
; @) r. v( H2 R8 C
& s- O+ H9 ^7 q! I1 K9 Z
第3字节FF: 编号的反码。编号为00 对应FF，为01对应FE，以此类推。
9 K2 d$ n* w6 z
第4字节到最后两字节：若第1字节为SOH时有128字节，为STX时有1024字节，这部分为数据区。“Foo.c” 文件名，超级终端下，在文件名后还有文件大小。官方dome也是因为使用了这个文件大小进行比对。这就是为什么用SecureCRT中的YMODEM协议而无法正确传输的原因。在文件名和文件大小之后，如果不满128字节，以0补满。最后两字节：这里需要注意，只有数据部分参与了效CRC验,不包括头和编码部分。
) r+ h4 M" I8 j p
9 m+ B. X0 z0 w1 Z, M$ b
CRCH和CRCL分别表示16位CRC校验码的高8位与低8位，高字节在前，低字节在后。
$ V# X: S6 O; R
7 C$ o; V- F$ c! @
接收方收到第一帧数据包后，发送ACK正确应答。/ H2 v) k0 a# a: ?8 @# b
# n9 g. [( \6 a$ Y: Y! d' {, H
然后再发送一个字符'C'。
( t7 q4 ?6 }0 m9 G+ w" f
8 [+ R3 ~$ ?9 {; W% o/ u: _" Z) m- p
发送方收到'C'后，开始发送第二帧，第二帧中的数据存放的是第一包数据。
) Z/ \* [( c; V) t0 q; ] C
: L8 x4 R# X8 A# c0 r+ I$ b) P+ C
接收方收到数据后，发送一个ACK然后等待下一包数据传送完毕，继续ACK应答。直到所有数据传输完毕。# u7 S" D- ?9 h
: l+ A# w7 {# V9 ~, ^% e
数据传输完毕后，发送方发EOT，第一次接收方以NAK应答，进行二次确认。
5 e. u o; h' u& ]! D4 {9 w) N- r
+ d7 J0 k/ H' {7 g/ I! j
发送方收到NAK后，重发EOT，接收方第二次收到结束符，就以ACK应答。
: q0 H, l. X* K, v3 V
5 ]0 Z }# R9 c/ H! q1 `0 ~6 d
最后接收方再发送一个'C'，发送方在没有第二个文件要传输的情况下，. i2 R' M8 D3 X' r }# z
发送如下数据：2 _8 C/ e/ G; b. v. X$ u% ?% z
SOH 00 FF 00~00(共128个) CRCH CRCL
0 ^- x3 j k& t1 {; z+ G6 ? h
接收方应答ACK后，正式结束数据传输。

复制代码

2、Boodload程序

下面所示的部分是移植的文件，移植完成后的工程文件截图：

5 v* T$ X! C( N: H

main.c 文件修改添加：

/* USER CODE BEGIN Includes */
, u3 B9 s4 \ P: p
#include "menu.h"4 F, B0 Y6 b4 E, s
#include "flash_if.h" Y" z* _+ k: `. D1 `2 s6 I
/* USER CODE END Includes */

复制代码

. \+ f x0 C+ S

/* USER CODE BEGIN 0 */
- j" r) A7 b: y- `' j) U
extern pFunction JumpToApplication;
9 D9 R3 Y' n: j$ j' i' L% a
extern uint32_t JumpAddress;
, J1 Q5 m) A6 |% p8 ]2 H
/* USER CODE END 0 */

复制代码

/* USER CODE BEGIN 2 */
4 o/ E( l, {. q8 S) o
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);" w# S# R$ G. {" V
if (1)
% b5 L5 S3 L' O$ l2 v
{/ v$ x2 s( r) g1 K7 u1 i
/* Execute the IAP driver in order to reprogram the Flash */! W9 v5 ]* S9 N ]
FLASH_If_Init();
, U& Y/ @7 l1 Q+ v& z7 S5 m# e" P* U
/* Display main menu */* j- ^" M* }/ ~
Main_Menu();" T" V9 F5 v0 P
}
9 E. {( q; M$ u/ S2 I- f
/* Keep the user application running */
( y! M8 D( i1 E8 Y2 @5 O/ m
else0 i& @3 J D1 G+ n
{
% }; g- R; E" L; u3 G* b+ V
/* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */: [2 S3 S( L) K) v6 P4 u4 l" m s
if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) 检查栈顶地址是否合法.
& d4 M4 ?: x% R
{
- T4 B7 x! Q% N# x: p
/* Jump to user application */
- W! N. G; F( c* f8 |! r* j- o
JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4); //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址)
- u8 z! h* |+ l" D! B# i
JumpToApplication = (pFunction) JumpAddress;1 q: n& T2 S% {9 A# b. {
/* Initialize user application's Stack Pointer */% f+ M3 N7 a0 P. y3 u
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS); //初始化APP堆栈指针(用户代码区的第一个字用于存放栈顶地址)
$ P! k2 O6 e7 V! {; G
JumpToApplication(); //跳转到APP. L! Q, b$ Z& r
}/ B" ?' Z# ~' X
}

复制代码

还要修改flash_if.h 头文件里面的地址。

9 W5 F3 t9 i4 k; J3 B, K5 B

APPLICATION_ADDRESS 是偏移的地址，可以根据自己程序Boodload文件大小自己设置，USER_FLASH_SIZE 是 APP文件的大小。

4 V) w8 T Z2 B# ~. v% [

- A- T1 |$ C- |; M

2.1 传输32K限制解决

secureCRT每包只传输128个字节的有效数据，而每个帧的标号由一个字节表示，所以等到标号到达0xFF之后，下一个帧的标号又变为0，而官方Ymodem程序是判断帧标号为0则认为是传输文件的第一个帧，即文件名和文件大小。所以等到标号由0x00-0xff再到0x00的时候，它认为是一个新的文件，所以出错。只要加一个标志标明第一次出现的帧标号为0的帧为第一帧就OK了。
( U+ X4 z: G) @0 spackets_received 声明为U32类型的数据，判断的时候修改如下
; v5 Y+ [' p0 E: y0 Oif (aPacketData[PACKET_NUMBER_INDEX] != (packets_received & 0xff))