STM32 自举程序中使用的 USB DFU 协议

STMCU小助手 · 2022-12-06T07:02:33+00:00

前言8 \* r( {$ L4 r3 H8 d 本应用笔记说明了 STM32 微控制器自举程序中使用的 USB DFU 协议。它详细说明了每个支持的指令。若需器件自举程序 USB 硬件资源和要求的更多信息，请参考 “STM32 系统存储器自举模式 ” 应用笔记（AN2606）。' }; T3 X: L1 G# _$ M5 k 0 L0 \1 H5 l9 J. W" v5 C y- L( M2 H& ~* O8 [6 ]% r , ?8 R3 B( D" s X+ p1 自举程序代码序列; X% w! w! y* s- s! P" h 不同版本的自举程序 DFU 在协议（请求和指令）方面没有区别。要查看具体的区别列表，请参见第 6 节。/ ? U; x1 o; @3 U4 Q* b 进入系统存储器自举模式并且 STM32 器件已配置完毕后（更多详细信息，请参见AN2606），自举程序代码会配置 USB 及其中断，并会等待 “ 枚举完成 ” 中断。3 Q8 n) E1 ?9 d+ F: k6 ?, ` 插入 USB 线缆之后，会立即执行 USB 枚举（如果 USB 线缆已插入，则会立即执行 USB枚举）。如果不希望 STM32 进入 USB DFU 自举程序，必须在复位前先拔出 USB 线缆。$ G0 L# O0 h/ r 自举程序版本会返回到 bcd 器件字段 MSB 中的器件描述符（示例：0x2000 = 版本 2.0）。对于互连型 USB DFU 自举程序，器件会先尝试使用 25 MHz 配置，如果失败，随后会尝试使用 14.7456 MHz，如果失败，最后会尝试使用 8 MHz 配置。如果仍失败，会使用较大的超时值重复执行上述操作（会再次测试三种配置）。如果第二次尝试也失败的话，会生成系统复位。' D5 K5 _( I3 `6 f* b # u, I+ r" Y: M, i, x- A& R ~* q$ E; Z3 k3 D8 ]% \$ U $ k5 |( c* u h. e" O m4 ]: ?* [' R, D# u5 s9 z# r0 Q' f 3 c4 [0 ^5 V' v, L# d • 如果产品使用 HSE 进行 USB 操作（连接型产品除外）： . Z: y1 \% y/ Y9 v6 n, p– 启动时，会测量 HSE （若存在），如果支持，则会配置 USB。如果未检测到HSE，自举程序将执行系统复位。如果测得的 HSE 时钟值属于不受支持的值，USB 协议将无法正常执行。 8 ~- ]1 \/ T1 Q) \• 如果产品使用 HSI 进行 USB 操作。- d* \3 k1 x- ]4 B; g$ W- o – 启动时，会使用 HSI 时钟配置 USB。3 J$ g; Z2 E: n( p, ~ 关于产品配置的更多详细信息，请参见 AN2606。2 Z7 c9 k8 r8 \# [/ i8 y' S6 s & n$ [) _: ]9 ^+ l+ r; Y, u * K7 E; e) U V9 `/ |. k$ j 2 h; s, Z4 F! ^4 R; [1 G$ u, y . \4 ~# Z7 d: @注：自举程序启动时，内部振荡器 (HSI) 会用作 USB 接口的时钟源。检测到 USB 事件后，外部 & a1 [" A' K9 V0 T; a2 Y7 F D振荡器会配置为 USB 时钟源。4 W R2 Q n: x6 O/ f 7 i" t9 E- m9 D7 T2 USB DFU 自举程序请求 ! A3 D# y; \- S' B: l e, ZUSB DFU 自举程序支持 2004 年 8 月 5 日发布的 1.1 版 “ 器件固件升级通用串行总线器件升级规范 ” 规定的 DFU 协议和请求。关于这类请求的更多详细信息，请参见规范。 2 V! c5 e( E5 b' Y- `表 2 和表 3 列举了 DFU 类特有的请求及其参数。 H9 E% I1 G9 h0 M/ c5 \ % T0 Z- l) V/ b6 t* \ - X$ h/ P6 l0 [+ e9 K# [. M * B, D8 ]& O8 ` 1 v, B# H' _$ }5 V通信安全 ' j z+ _% d( s4 N9 B$ R主机与器件之间的通信安全是通过嵌入的 USB 保护机制（CRC 校验、确认等）来保障的。3 {. [7 m7 N0 `" L6 P( u0 W 不会对已传输的数据或自举程序特有的指令 / 数据进行进一步保护。- g1 i/ a' i1 t4 ^! `5 p 8 J( h: d/ I7 ~! m* `7 ~1 t/ s3 DFU 自举程序指令5 b+ w) L C. a DFU_DNLOAD 和 DFU_UPLOAD 请求主要用于执行简单的存储器读写操作。这两个请求也用于发出集成自举程序指令（write、 read unprotect、 erase、 set address 等）。* G2 \8 [( U& o6 p DFU_GETSTATUS 指令会触发这些指令被真正执行。 + ^- p0 Z! _; i/ d; @9 K在 DFU 下载请求中，指令是通过 USB 请求结构中的 wValue 参数选择的。如果 wValue =0，主机在发送请求之后发出的数据就是自举程序指令代码。第一个字节是指令代码，其它字节（如果存在）是与该指令相关的数据。 + D% y1 b- w( V在 DFU 上传请求中，指令是通过 USB 请求结构中的 wValue 参数选择的。如果 wValue =0，则会选择 Get 指令并执行。4 r. P) }- y+ v& G5 o! W7 n, a : E. Q# Q/ P5 g, p- F# X. H: e! [ + W3 b, | V# W4 Y0 Y- E- b! `3 y, G 9 ^6 N" }, V4 W5 O9 p2 s$ G7 q- C( G0 } 如果执行 Read Unprotect 操作，同时存储器未受保护，那么整个 RAM 存储器会被自举程序固件清空，而 Flash 存储器不会被擦除（由于 Flash 存储器之前未受读保护）。0 { R) |1 a+ W& W; w 没有针对 Write Protect、 Write Unprotect 和 Read Protect 操作的指令。这些操作应通过用于选项字节区域的 Write Memory 和 Read Memory 指令来执行。 ) c9 G( y* ]" G2 i9 D D4 t# F; ^5 g W ) k. m H, I; y 完整版请查看：附件: q+ R% ]% Q& `' C $ i0 ?& X4 l& C : f& T: Q; M8 |& {0 H

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STMCU小助手发布时间：2022-12-6 15:02

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文章简介:	STM32 自举程序中使用的 USB DFU 协议

前言
本应用笔记说明了 STM32 微控制器自举程序中使用的 USB DFU 协议。它详细说明了每个支持的指令。若需器件自举程序 USB 硬件资源和要求的更多信息，请参考 “STM32 系统存储器自举模式 ” 应用笔记（AN2606）。

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1 自举程序代码序列
不同版本的自举程序 DFU 在协议（请求和指令）方面没有区别。要查看具体的区别列表，请参见第 6 节。
进入系统存储器自举模式并且 STM32 器件已配置完毕后（更多详细信息，请参见AN2606），自举程序代码会配置 USB 及其中断，并会等待 “ 枚举完成 ” 中断。
插入 USB 线缆之后，会立即执行 USB 枚举（如果 USB 线缆已插入，则会立即执行 USB枚举）。如果不希望 STM32 进入 USB DFU 自举程序，必须在复位前先拔出 USB 线缆。
自举程序版本会返回到 bcd 器件字段 MSB 中的器件描述符（示例：0x2000 = 版本 2.0）。对于互连型 USB DFU 自举程序，器件会先尝试使用 25 MHz 配置，如果失败，随后会尝试使用 14.7456 MHz，如果失败，最后会尝试使用 8 MHz 配置。如果仍失败，会使用较大的超时值重复执行上述操作（会再次测试三种配置）。如果第二次尝试也失败的话，会生成系统复位。

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• 如果产品使用 HSE 进行 USB 操作（连接型产品除外）：
– 启动时，会测量 HSE （若存在），如果支持，则会配置 USB。如果未检测到HSE，自举程序将执行系统复位。如果测得的 HSE 时钟值属于不受支持的值，USB 协议将无法正常执行。
• 如果产品使用 HSI 进行 USB 操作。
– 启动时，会使用 HSI 时钟配置 USB。
关于产品配置的更多详细信息，请参见 AN2606。

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注：自举程序启动时，内部振荡器 (HSI) 会用作 USB 接口的时钟源。检测到 USB 事件后，外部
振荡器会配置为 USB 时钟源。

2 USB DFU 自举程序请求
USB DFU 自举程序支持 2004 年 8 月 5 日发布的 1.1 版 “ 器件固件升级通用串行总线器件升级规范 ” 规定的 DFU 协议和请求。关于这类请求的更多详细信息，请参见规范。
表 2 和表 3 列举了 DFU 类特有的请求及其参数。

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通信安全
主机与器件之间的通信安全是通过嵌入的 USB 保护机制（CRC 校验、确认等）来保障的。
不会对已传输的数据或自举程序特有的指令 / 数据进行进一步保护。

3 DFU 自举程序指令
DFU_DNLOAD 和 DFU_UPLOAD 请求主要用于执行简单的存储器读写操作。这两个请求也用于发出集成自举程序指令（write、 read unprotect、 erase、 set address 等）。
DFU_GETSTATUS 指令会触发这些指令被真正执行。
在 DFU 下载请求中，指令是通过 USB 请求结构中的 wValue 参数选择的。如果 wValue =0，主机在发送请求之后发出的数据就是自举程序指令代码。第一个字节是指令代码，其它字节（如果存在）是与该指令相关的数据。
在 DFU 上传请求中，指令是通过 USB 请求结构中的 wValue 参数选择的。如果 wValue =0，则会选择 Get 指令并执行。

如果执行 Read Unprotect 操作，同时存储器未受保护，那么整个 RAM 存储器会被自举程序固件清空，而 Flash 存储器不会被擦除（由于 Flash 存储器之前未受读保护）。
没有针对 Write Protect、 Write Unprotect 和 Read Protect 操作的指令。这些操作应通过用于选项字节区域的 Write Memory 和 Read Memory 指令来执行。

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