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[原创] 从今天开始,像使用U盘一样,升级STM32

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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-12-3 20:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 cedar_xuesong 于 2015-12-3 20:39 编辑

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

1:        插入电脑USB接口
2:        把升级固件拖到设备盘符
3:        升级完成



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

1. 为什么设计这个BOOT LOADER

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
一个稳定,简单,安全的升级方式,就变得非常重要
对于嵌入式系统来说,常见的升级方式为
串口升级(私有协议或者X-Modem)
USB升级(DFU)
U盘升级(OTG)
网络升级
无线升级(OTA)
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

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

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

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
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
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
经过一段时间的学习研究,有了这个USB MSD Bootloader

2. 功能特点

只占用15K FLASH空间
简单易用,直接拖拽文件进行固件升级,无需任何专业知识
采用USB大容量设备类,不用安装任何驱动
支持各种系统(Windows/Linux/Mac/Android)
不用开发任何上位机,提高产品效率
支持各种加密算法(AES256等),轻松安全升级
自动识别Bin,Hex,自定义加密固件(后缀为sec)文件
支持MD5文件校验机制,保证固件升级的完整性
显示设备升级状态信息
支持长文件名升级
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
支持用户自定义加密算法和完整校验算法,极致安全

3. 系统原理

系统开机上电后,Bootloader接管系统,初始化USB硬件,等待USB连接
Bootloader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
Bootloader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
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
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
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
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
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
停止USB设备,关掉所有的中断,执行APP,APP开始接管系统


4. 支持芯片
STM32F101/3/5/7
重点来了,点击下面链接,下载固件
USB MSD Bootloader.hex.zip (16.67 KB, 下载次数: 222)

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发表于 2015-12-3 20:52 | 显示全部楼层
有点象Mbed的MSD编程,不知道是否可以支持更多型号?

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可以,也准备这么做  详情 回复 发表于 2015-12-3 22:54

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-12-3 22:54 | 显示全部楼层
dcexpert 发表于 2015-12-3 20:52
有点象Mbed的MSD编程,不知道是否可以支持更多型号?

可以,也准备这么做

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版主

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发表于 2015-12-3 23:36 来自手机 | 显示全部楼层
我们有开源方案
带USB的产品都有此功能

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链接?  详情 回复 发表于 2015-12-4 09:34
版主,开原方案在哪里可以找到?学习一下bootloader  详情 回复 发表于 2015-12-4 07:59

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一粒金砂(高级)

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发表于 2015-12-4 07:59 | 显示全部楼层
le062 发表于 2015-12-3 23:36
我们有开源方案
带USB的产品都有此功能

版主,开原方案在哪里可以找到?学习一下bootloader

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https://github.com/versaloon/versaloon/tree/master/vsf/example/MSCBoot  详情 回复 发表于 2015-12-4 11:32
水不撩不知深浅 人不拼怎知输赢

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-12-4 09:34 | 显示全部楼层
le062 发表于 2015-12-3 23:36
我们有开源方案
带USB的产品都有此功能

链接?

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版主

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发表于 2015-12-4 11:32 | 显示全部楼层
wo4fisher 发表于 2015-12-4 07:59
版主,开原方案在哪里可以找到?学习一下bootloader

https://github.com/versaloon/ver ... vsf/example/MSCBoot

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好的,关注一下!  详情 回复 发表于 2015-12-4 14:19

i.MX RT1010 真香


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一粒金砂(高级)

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发表于 2015-12-4 14:12 | 显示全部楼层
这个不错!

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一粒金砂(高级)

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发表于 2015-12-4 14:19 | 显示全部楼层
le062 发表于 2015-12-4 11:32
https://github.com/versaloon/versaloon/tree/master/vsf/example/MSCBoot

好的,关注一下!
水不撩不知深浅 人不拼怎知输赢

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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-1-16 18:18 | 显示全部楼层
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昵称:灰小子

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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-12-2 16:47 | 显示全部楼层
不能用啊楼主

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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-7-27 10:12 来自手机 | 显示全部楼层
楼主可以联系一下吗?你这方案我很需要额!

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