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。

! Y/ O5 s3 ~. r: o! l; e

' ^# M+ v5 G( ?: D* }

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。

0 f3 B! s Q K+ ]) T; z

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。

9 [% f! s# W" i

SENDER:发送方。& d/ n+ V8 P2 Q" E4 H
RECEIVER:接收方。" [( u, H( n2 s
第一步先由接收方，发送一个字符'C'% T! V5 w4 `/ d2 W* T
发送方收到'C'后，发送第一帧数据包，内容如下：
7 l x5 l( ]3 F4 h' C" G0 E4 E. ^
**SOH 00 FF filename filezise NUL CRCH CRCL**$ D5 ]6 ?0 z6 w0 C
帧长=3字节数据首部+128字节数据+2字节CRC16校验码=133字节
" o7 ?/ y) e- s) q5 {
如下所示：
" J. _& I5 A1 T# I7 L( j, F+ v
SOH 00 FF Foo.c NUL[123] CRCH CRCL. J$ x* J5 ^9 h9 v
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。
, J2 ]3 m5 Y$ y: x6 o
- r9 a# j5 b9 E
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**。' F& @/ \, S: k/ Q: b& A
0 P' s) j5 D- Q' Q; X& p
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。+ W; C3 t4 z# z- x+ V. W
* |) P! m j% g" F3 T4 Q' K5 Y2 h4 y
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。2 G8 R* n$ r& Z6 D2 o v% U
8 h0 @ z6 e+ ]7 L
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。
. Z" O4 I+ v# g& n
( M1 V: b2 x- h8 N
接收方收到第一帧数据包后，发送ACK正确应答。
* r6 |3 H% } }7 K& \1 X1 l$ ~
$ \3 }' M6 {/ p# a6 {
然后再发送一个字符'C'。* [' A7 \) ?3 n+ P, ~
* h5 K0 C- w' ]0 s+ ~
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- ~9 x1 ]5 @$ K2 N
7 Q+ j) I" V, X2 C7 b
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。& _2 f p" }1 u# w9 W
/ I/ J: B# u! k5 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。
% k; ~4 ]/ [6 N% Q2 R' I
; N" A% G1 ?% \3 U6 }9 H1 Z
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。. i4 ?' W1 m, C! |4 f
9 a2 d/ j) C: m
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，9 `& K! Q" n b% l4 _: [
发送如下数据：' U: b- T8 |. N! Y
SOH 00 FF 00~00(共128个) CRCH CRCL
5 `2 e% t0 g2 w6 @& e) z4 ?7 y
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：

+ @3 J( V& [# L8 j# b* |

main.c 文件修改添加：

/* USER CODE BEGIN Includes */! }$ s1 c9 {1 x% ^6 Z9 c3 l
#include "menu.h"$ C! X! d7 Q6 A
#include "flash_if.h"" j! [( _: C; p: {' y, h
/* USER CODE END Includes */

复制代码

3 T4 q9 s% W1 M* }& `

/* USER CODE BEGIN 0 */
& {4 N: K0 l9 m( N6 p$ j- Z
extern pFunction JumpToApplication;
2 w+ f3 x9 r+ P" v) K, y
extern uint32_t JumpAddress;
) I' O1 n8 ~7 Z* `0 J8 D. c
/* USER CODE END 0 */

复制代码

/* USER CODE BEGIN 2 */
- A) ^% A% i& `# s
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
: H: x ?3 K/ D
if (1)2 i ^- C7 f9 {9 _. e& G) z, K8 q3 L. o
{
/ \) c, n6 n, N9 F
/* Execute the IAP driver in order to reprogram the Flash */8 e" @3 m( i1 S' n
FLASH_If_Init();
6 J3 N( i6 k) @( d) z' v! x
/* Display main menu */
4 w4 C: g3 N% |9 R# x
Main_Menu();
" L. s# I) \1 [& w% X
}
+ |# [# T" o8 ^* G! J, y/ `
/* Keep the user application running */1 H, i+ w q l- B
else5 L( S8 \2 L3 L; D. x
{( C) F2 o# z% o1 ]
/* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */
* \- \- J* b4 u# L
if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) 检查栈顶地址是否合法.- K6 b& p2 E1 h
{4 G; o+ Y" Q1 `3 G6 z& B) O
/* Jump to user application */5 F0 s7 l* v4 ?# n. i4 ~; q
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)
" {5 E r% T+ A
JumpToApplication = (pFunction) JumpAddress;
" [% C" n1 r1 l! }
/* Initialize user application's Stack Pointer */
1 @0 F W& u, K0 T
__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)0 ~/ ]0 N; H2 d8 \
JumpToApplication(); //跳转到APP.
. |& f- e- ^4 [/ ?+ I
}
8 ]8 l/ \7 p& b6 W/ E
}

复制代码

还要修改flash_if.h 头文件里面的地址。

8 W! D8 }. G$ s2 E) O! L

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。

. d: y1 |8 _7 G( |/ ?$ I* |; c- I! q

6 o2 c9 i" P I: q

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。
! W3 v+ M+ j& `$ m) P i, \" h/ Ypackets_received 声明为U32类型的数据，判断的时候修改如下
; A% @% t1 j6 }" s+ w! ~if (aPacketData[PACKET_NUMBER_INDEX] != (packets_received & 0xff))