KBOOT1.0.2 版本终于release，着急等待的小伙伴可以去下载，而且在本届在深圳FTF研讨会上 1. Boot loader Ø Boot loader基本概念： Boot loader是嵌入式系统上电启动时，执行的一小段引导加载程序，又称作固件。通过这段程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用应用程序准备好正确的环境。其中Boot代码由MCU启动时执行的指令组成，而loader则指向MCU的Flash中新写入的应用程序。Boot loader是依赖于特定的硬件实现的，因此，在众多嵌入式产品中，目前还不可能实现通用的Boot loader。 Ø Boot loader优点： Boot loader可以实现在不需要外部编程器的情况下，对嵌入式产品的应用代码进行更新升级，并且使得通过局域网或者Internet远程更新程序成为可能。由此可见，Boot loader功能对于嵌入式系统的广泛应用具有十分重要的意义。 Ø Boot loader代码特点： 1. 代码量尽可能小，尤其对于 Flash空间很有限的MCU来说至关重要。 2. 应用代码更新通信 接口所需引脚数要尽可能少。 3. Boot loader按照协定的接口接受、解析应用代码数据，然后写入到Flash中。 2. FC 协议 AN2295应用手册中的Boot loader程序运行流程如图1所示，Target与Host tool通信过程中以0xFC为应答信号，程序运行流程：首先，MCU根据开发者的预先设置，判断是进入Boot loader模式还是直接运行应用程序；当MCU进入Boot loader模式后，第一步要同步校准Target与Host tool两者的波特率，保证通信数据在两者之间能够正确的传输；接着Target接收Host tool传输过来的数据；然后按照预先协定好的IDENT(0x49)、ERASE(0x45)、WRITE(0x57)、READ(0x52)、Quit(0x51)指令操作，将应用程序写入到Flash对应地址内。 Ø 波特率同步校准 MCU作为Target上电复位后，开始初始化硬件模块，配置时钟模式和建立内存空间的映射图，串口的波特率配置也在此过程完成。但是实际波特率与期望值可能会有出入，所以为保证Target与Host tool之间实现准确无误的数据传输，需要进行波特率同步校准，同步校准步骤：首先，MCU按照配置完成的波特率发送ACK(0xFC)，作为Host tool的PC按照预先协定的波特率，接受从MCU过来的“ACK”，PC可接收数据的波特率容差范围为：33%~300%；接着，只要PC接收到非零的字节数据，马上按照预先协定的波特率发送ACK(0xFC)到MCU，当然MCU可接收数据的波特率容差范围跟PC一样，也为：33%~300%，如果MCU实际波特率与期望值有出入的话，接收到“0XFC”会不等于0xFC，表1所列即为MCU真实波特率与协定波特率不匹配情况下所接收到数据。然后，当MCU发觉接收到的“0XFC”与实际不符时，就不向PC发送ACK(0xFC)，PC由于在指定时间范围内未收到ACK，就会发送间断字节符，而间断字节符一般由10个连续周期的低电平组成，假设PC以波特率9600bps发送间断字节符，那么传输时间为10 x 104µs=1.04ms；最后，MCU检测接收间断字节符的时间，并与标准时间进行比较，跟着调整波特率的设置，直到MCU与PC两者的波特率同步校准成功，在此期间PC可能会多次发送间断字节符，波特率同步校准流程如图2所示。 表 1 Target与Host tool波特率不同，导致数据接收不匹配
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3. 指令 Ø Ident指令 当MCU与PC完成波特率同步校准并确立连接后，PC就会发送Ident(0x49) 指令， MCU接收Ident指令后，跟着将Boot loader的相关属性信息发送给PC，如Boot loader 版本信息、应用程序的起始与结束地址、boot loader及应用程序的中断向量表地址等(如图3所示)，而且Boot loader版本不同，发送给PC的数据也会有所不同，如果使能CRC功能的话，还会在最后发送2 个字节的校验码。 Ø Erase指令 PC发送Erase(0x45)指令，并紧跟2 个地址字节符，而MCU在接收到Erase(0x45)指令后，接着会擦写Flash中包含此地址的Block，如果使能CRC功能的话，还会在最后发送2 个字节的校验码；MCU在执行完擦写Flash操作后，则会发送ACK(0xFC)给MCU，具体流程如图4所示。 Ø Write指令 PC发送Write(0x57)指令，并紧跟2个地址字节符，1个数据长度字节符及对应长度的数据字节符，如果使能CRC功能的话，还会在最后发送2 个字节的校验码。而MCU在接收到Write(0x57)指令后，识别出地址字节符和数据长度字节符，然后以地址字节符为起始地址，将所有的数据字节符写入到Flash中。MCU在执行完烧写Flash操作后，则会发送ACK(0xFC)给MCU，具体流程如图5所示。
Read指令 PC发送Read(0x52)指令，并紧跟2个地址字节符，1个数据长度字节符，如果使能CRC功能的话，还会在最后发送2 个字节的校验码。而MCU在接收到Read(0x57)指令后，识别出地址字节符和数据长度字节符，接着向PC发送以地址字节符为起始地址，对应数据长度的数据字节符。具体流程如图6所示。 Ø Quit指令 PC发送Read(0x51)指令，后面不跟任何字节符，而MCU则在识别出Quit(0x51)指令后，马上跳转到应用程序。具体流程如图7所示。
AN2295提供了基于8-bit MCU、Coldfire、Kinetis 版本的boot loader 代码，开发者可根据自己所选MCU的型号，选择对应的版本。由于在同一版本的boot loader代码中，为了适用于同一类型但不同系列的MCU，所以就定义了很多变量以作不同系列MCU的选择之用，但这样会导致boot loader代码的复杂程度递增，从而增加分析的难度。 所以出于上述的原因，特地选择 FRDM-KE02 的 boot loader例程，其可为作为AN2295 boot loader代码的“简装版”，来介绍boot loader例程的工作原理及流程。 Ø 主程序代码说明 int main(void) { uint32_t uiNullCounter =0 ; uint32_t uiRepeatCount =0 ; FC_Init(); for(;;) { if( !FC_Communication() ) { if( g_ucFC_State == FC_STATE_NULL ) { uiNullCounter ++; if( uiNullCounter > 0xffff ) { uiNullCounter =0 ; uiRepeatCount ++; UART_putchar(TERM_PORT,0xfc); } if( uiRepeatCount > CONNECT_OVER_TIME ) { #ifdef FLASH_LOCATION SCB_VTOR = RELOCATION_VERTOR_ADDR; JumpToUserApplication(RELOCATION_VERTOR_ADDR); #endif } } } } return 0 ; }
Ø FC_Init函数 void FC_Init( void ) //初始化Flash时钟 0 ; //初始化各变量值 }
Ø FC_ Communication函数
unsigned char FC_Communication( void ) { uint8_t uiReadData,i; uint8_t *pAddress; ADDRESS_TYPE * pTempAddress; // 判断UART有无收到数据 if(UART_S1_RDRF_MASK != UART_getchar_present(TERM_PORT)) { return 0 ; } // 读取UART收到的数据 uiReadData = UART_getchar(TERM_PORT); switch( g_ucFC_State ) { case FC_STATE_NULL: { if( uiReadData == FC_CMD_ACK ) // FC_CMD_ADK即为0xFC { //由于KE02波特率设置精准，所以例程中无MCU与PC波特率同步校准函数 UART_putchar( TERM_PORT,0xfc ); g_ucFC_State = FC_STATE_WORKING; // 进入接受命令操作状态 } else { return 0 ; } } break; case FC_STATE_WORKING: { switch( uiReadData ) { // Ident指令（0x49），发送boot loader的相关属性信息 case FC_CMD_IDENT: { UART_putchar( TERM_PORT,m_MCU_Info.Version); UART_putchar( TERM_PORT,m_MCU_Info.Sdid>>8 ); UART_putchar( TERM_PORT,m_MCU_Info.Sdid); pTempAddress=(ADDRESS_TYPE *)&m_MCU_Info.BlocksCnt; for(i=0 ;i= sizeof(uint32_t) ) { //地址字节校正 LONG_Convert(&m_RecFrame.uiAddress); //判断Erase flash操作是否成功 if(!Flash_EraseSector(m_RecFrame.uiAddress)) { UART_putchar( TERM_PORT,FC_CMD_ACK ); } else { UART_putchar( TERM_PORT,FC_CMD_NACK ); } g_ucFC_State = FC_STATE_WORKING; } } break; // 接受Write Flash操作的起始地址 case FC_STATE_WRITE_ADDRESS: { m_pRecFrame[m_uiRecCount++] = uiReadData; if( m_uiRecCount >= sizeof(uint32_t) ) { g_ucFC_State = FC_STATE_WRITE_LEN; } } break; case FC_STATE_WRITE_LEN: { m_pRecFrame[m_uiRecCount++] = uiReadData; g_ucFC_State = FC_STATE_WRITE_DATA; } break; case FC_STATE_WRITE_DATA: { m_pRecFrame[m_uiRecCount++] = uiReadData; if( m_uiRecCount > (m_RecFrame.Length + sizeof(uint32_t) )) { LONG_Convert(&m_RecFrame.uiAddress); Memcpy_Byte((uint8_t*)&m_ucDataBuff[0],(uint8_t*)&m_RecFrame.DataBuff[0], m_RecFrame.Length); uiNumberCount ++; if( !Flash_Program(m_RecFrame.uiAddress, (uint8_t *)&m_ucDataBuff[0],m_RecFrame.Length) ) { UART_putchar( TERM_PORT,FC_CMD_ACK ); } else { UART_putchar( TERM_PORT,FC_CMD_NACK ); } g_ucFC_State = FC_STATE_WORKING; } } break; case FC_STATE_READ: { m_pRecFrame[m_uiRecCount++] = uiReadData; if( m_uiRecCount > sizeof(uint32_t) ) { LONG_Convert(&m_RecFrame.uiAddress); pAddress = (uint8_t *)m_RecFrame.uiAddress; for( i=0 ;i
上周笔者已经向大家介绍了 FRDM-KE02例程包中的boot loader例程的相关代码组成和程序流程关系，而这次的内容则紧跟上一次，介绍KE02通过boot loader例程实现User code升级的步骤。 闲话少叙，立即开整！ 1. Boot loader例程烧录 运行平台 Ø FRDM-KE02
Ø IAR ARM IDE
运行例程（ IAR） 1) 使用 USB cable连接FRDM-KE02开发板Min-B USB连接器（J6）;
2) 加载 GPIO工程后，选择【FLASH_128KB】,点击 进行编译；
3) 编译成功后，点击 进入调试界面；
4) 进入调试界面后，点击 运行例程。
1. Boot loader上位机使用手册 1) 解压 AN2295代码包后，在an2295swmastersdebug路径下，打开“win_hc08sprg.exe”
1) 生成 User code的S19文件
Ø 修改 User code工程的linker file文件（以IAR ICF file为例） /*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/ /*-Editor annotation file-*/ /* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$configideIcfEditorcortex_v1_0.xml" */ /*-Memory Regions-*/ //define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0; //修改前 define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x00001000; //修改后 define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__ = (64*1024) -1;//******** define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__ = 0x20000000; define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ =__ICFEDIT_region_RAM_end__ - (4*1024)/4 + 0x410;//******** define symbol __region_EEPROM_start__ = 0x10003100; define symbol __region_EEPROM_end__ = __region_EEPROM_start__ -1 + 256; // 256 bytes /*-Specials-*/ define symbol __ICFEDIT_intvec_start__ = __ICFEDIT_region_ROM_start__; /*-Sizes-*/ define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = (1*1024);//******** define symbol __ICFEDIT_size_heap__ = (1*1024);//******** /**** End of ICF editor section. ###ICF###*/ define symbol __region_RAM2_start__ = 0x20000000; define symbol __region_RAM2_end__ = __region_RAM2_start__ + ((4*1024)*3)/4;//******** //define exported symbol __VECTOR_TABLE = 0x00000000; //修改前 define exported symbol __VECTOR_TABLE = 0x00001000; //修改后 define exported symbol __VECTOR_RAM = __ICFEDIT_region_RAM_start__ - 0x410; define exported symbol __BOOT_STACK_ADDRESS = __region_RAM2_end__ - 8; define symbol __code_start__ = __ICFEDIT_region_ROM_start__ + 0x410;//******** define memory mem with size = 4G; define region ROM_region = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__ to __ICFEDIT_region_ROM_end__] | mem:[from __region_EEPROM_start__ to __region_EEPROM_end__];//******** define region RAM_region = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__ to __region_RAM2_end__] | mem:[from __region_RAM2_start__ to __region_RAM2_end__]; define block CSTACK with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__ { }; define block HEAP with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__ { }; initialize manually { readwrite }; initialize manually { section .data}; initialize manually { section .textrw }; do not initialize { section .noinit }; define block CodeRelocate { section .textrw_init }; define block CodeRelocateRam { section .textrw }; place at address mem:__ICFEDIT_intvec_start__ { readonly section .intvec }; place at address mem:__code_start__ { readonly section .noinit }; place in ROM_region { readonly, block CodeRelocate}; place in RAM_region { readwrite, block CodeRelocateRam, block CSTACK, block HEAP };
Ø 生成 S19文件设置 l 选中工程后，右击后并单击【 Options】,图2所示；
l 勾选【 Generate additional output】，并选择【Motorola】作为Output format，如图3所示；
勾选【 Override default】,可修改生成文件的文件名，最后单击【OK】,如图4所示；
1) 上位机与 FRDM-KE02建立连接 Ø 【 1】：选择合适的COM； Ø 【 2】 : 选择协定好的波特率； Ø 【 3】：选择User code工程生成的S19文件； Ø 【 4】：点击Connect，接着复位Target，使得Boot loader例程重新运行。 4) User code更新 经上述3步骤后，上位机的Identification框中会显示Boot loader的相关属性信息（如图6所示），同时主窗口还显示了MCU的封装形式、Flash特性、中断向量表重定向地址、User code所占Flash空间等信息，表明了上位机与Target连接建立成功，接着点击【Program】，即可实现User code更新，如图7所示。 [size=0.83em]19.jpg (51.4 KB, 下载次数: 3) 下载附件 [color=rgb(153, 153, 153) !important]2014-7-28 11:07 上传
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