IAP在線升級(jí)原理概述

IAP（In Application Programming）即在應(yīng)用編程，IAP是用戶自己的程序在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)User Flash的部分區(qū)域進(jìn)行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過(guò)預(yù)留的通信口對(duì)產(chǎn)品中的固件程序進(jìn)行更新升級(jí)。通常實(shí)現(xiàn)IAP功能時(shí)，即用戶程序運(yùn)行中作自身的更新操作，需要在設(shè)計(jì)固件程序時(shí)編寫兩個(gè)項(xiàng)目代碼，第一個(gè)項(xiàng)目程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過(guò)某種通信方式(如USB、USART)接收程序或數(shù)據(jù)，執(zhí)行對(duì)第二部分代碼的更新；第二個(gè)項(xiàng)目代碼才是真正的功能代碼。這兩部分項(xiàng)目代碼都同時(shí)燒錄在User Flash中，當(dāng)芯片上電后，首先是第一個(gè)項(xiàng)目代碼開(kāi)始運(yùn)行，它作如下操作：1) 檢查是否需要對(duì)第二部分代碼進(jìn)行更新2) 如果不需要更新則轉(zhuǎn)到4)3) 執(zhí)行更新操作4) 跳轉(zhuǎn)到第二部分代碼執(zhí)行圖1. IAP代碼執(zhí)行流程在圖上圖所示流程中，AT32復(fù)位后，還是從0X08000004地址取出復(fù)位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)到復(fù)位中斷服務(wù)程序，在運(yùn)行完復(fù)位中斷服務(wù)程序之后跳轉(zhuǎn)到IAP的main函數(shù)，如圖標(biāo)號(hào)①所示，在執(zhí)行完IAP以后（即將新的APP代碼寫入AT32的FLASH，灰底部分。新程序的復(fù)位中斷向量起始地址為0X08000004+N+M），跳轉(zhuǎn)至新寫入程序的復(fù)位向量表，取出新程序的復(fù)位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行新程序的復(fù)位中斷服務(wù)程序，隨后跳轉(zhuǎn)至新程序的main函數(shù)，如圖標(biāo)號(hào)②和③所示，同樣main函數(shù)為一個(gè)死循環(huán)，并且注意到此時(shí)AT32的FLASH，在不同位置上，共有兩個(gè)中斷向量表。在main函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中，如果CPU得到一個(gè)中斷請(qǐng)求，PC指針仍強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到地址0X08000004中斷向量表處，而不是新程序的中斷向量表，如圖標(biāo)號(hào)④所示；程序再根據(jù)我們?cè)O(shè)置的中斷向量表偏移量，跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)中斷源新的中斷服務(wù)程序中，如圖標(biāo)號(hào)⑤所示；在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，程序返回main函數(shù)繼續(xù)運(yùn)行，如圖標(biāo)號(hào)⑥所示。通過(guò)以上兩個(gè)過(guò)程的分析，我們知道IAP程序必須滿足兩個(gè)要求：1) 新程序必須在IAP程序之后的某個(gè)偏移量為x的地址開(kāi)始2) 必須將新程序的中斷向量表相應(yīng)的移動(dòng)，移動(dòng)的偏移量為x

AT32 USB MSD IAP簡(jiǎn)介

USB MSD IAP是一個(gè)固件升級(jí)工具，它不依賴于其它上位機(jī)工具，可直接接入到PC或手機(jī)上進(jìn)行設(shè)備的固件升級(jí)。實(shí)現(xiàn)原理：將FLASH虛擬成一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備讓PC訪問(wèn)。極其簡(jiǎn)單的操作步驟：1） 將USB接口接入PC2） PC識(shí)別到盤符“AT32 IAP”3） 將需要升級(jí)的固件拷貝到AT32 IAP盤符里面4） 升級(jí)完成

AT32 USB MSD IAP設(shè)計(jì)功能特點(diǎn)

IAP目前保留使用20K byte空間，APP的起始地址需在20K以后

使用USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行虛擬設(shè)備

升級(jí)后自動(dòng)reset USB設(shè)備并返回升級(jí)狀態(tài)

支持下載后自動(dòng)讀回進(jìn)行CRC校驗(yàn)，保證固件正確性

支持設(shè)置下載地址（需按照page 2K對(duì)齊,并要大于IAP保留地址）

支持各種系統(tǒng)windows，linux，Android等

支持升級(jí)完成之后跳轉(zhuǎn)到APP運(yùn)行

支持BIN文件升級(jí)

支持HEX文件升級(jí)（后續(xù)版本添加）

支持加密文件升級(jí)（后續(xù)版本添加）

程序設(shè)計(jì)

地址空間表1. 地址空間分布

升級(jí)狀態(tài)

當(dāng)連接Host之后，在盤符里面會(huì)對(duì)應(yīng)有當(dāng)前狀態(tài)的TXT文檔，根據(jù)文檔名稱不同來(lái)確定當(dāng)前的狀態(tài)。準(zhǔn)備升級(jí)狀態(tài)（Ready.TXT）升級(jí)成功（Success.TXT）升級(jí)失敗（Failed.TXT）未知文件或錯(cuò)誤（Unknown.TXT）升級(jí)文件大于FLASH大?。↙arge.TXT）注意：設(shè)備必須在Ready.TXT狀態(tài)下才能進(jìn)行升級(jí)，否則不會(huì)升級(jí)。

升級(jí)BIN檔文件名格式

需指定下載地址（格式1）文件名格式：(1Byte)A+(6Byte)offset+.BIN如：要下載一個(gè)BIN文件到0x08005000為起始的地址空間去文件名為：A005000.BIN注意6Byte的offset地址需要保證在APP可使用的范圍之內(nèi)，否則將使用IAP內(nèi)部默認(rèn)的APP起始地址進(jìn)行升級(jí)當(dāng)不滿足格式1時(shí)，IAP 將使用內(nèi)部默認(rèn)APP的起始地址進(jìn)行升級(jí)：如：ABCDEFG.BIN，A11111.BIN，jkakkkddkfj.BIN

升級(jí)HEX檔文件格式(后綴.HEX)

后續(xù)版本添加

升級(jí)加密檔文件格式（后綴.SEC）

后續(xù)版本添加

使用Option Byte標(biāo)志判斷當(dāng)前是否升級(jí)

IAP中使用Option Byte中HID[0]記錄升級(jí)是否成功，當(dāng)進(jìn)入IAP時(shí)，設(shè)置HID[0]=1,當(dāng)升級(jí)完成時(shí)設(shè)置HID[0]=0;當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)判斷HID[0]是否已升級(jí)固件，如果是，就跳轉(zhuǎn)到APP地址執(zhí)行，否就繼續(xù)運(yùn)行IAP。

跳轉(zhuǎn)到APP code執(zhí)行

當(dāng)成功下載固件到FLASH之后，如果需要跳轉(zhuǎn)到用戶code執(zhí)行，有兩種方法：1） Reset2） 向識(shí)別到的AT IAP虛擬磁盤上拷貝一個(gè)JUMP.TXT的文件，注意這個(gè)文件的大小不能為0

使用AT32 USB MSD IAP進(jìn)行升級(jí)

硬件資源

1） 指示燈LED2/LED3/LED4

2） USB(PA11/PA12)

3） AT-START-F403AV1.0實(shí)驗(yàn)板

圖2. AT-START-F403A

注：該IAP demo是基于AT32F403A的硬件條件，若使用者需要在AT32其他型號(hào)上使用，請(qǐng)修改相應(yīng)配置即可。

軟件資源

1） SourceCode

AN0012_SourceCode_V2.0.0\utilities\AN0012_demo，IAP源程序

AN0012_SourceCode_V2.0.0\libraries，AT32外設(shè)庫(kù)

AN0012_SourceCode_V2.0.0\middlewares，其他資源

2） Doc

《AN0012_USB_MSD_IAP_V2.x.x.docx》

Note：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環(huán)境上使用，請(qǐng)參考AT32F403A_407_Firmware_Library\project\at_start_f403a\templates中各種編譯環(huán)境（例如IAR6/7/8,keil4/5）進(jìn)行簡(jiǎn)單修改即可。

使用流程

1） 進(jìn)入IAP Mode方式

如果已經(jīng)升級(jí)過(guò)固件，一直按住User按鍵，再按Reset鍵，進(jìn)入IAP模式(LED4閃爍)，未升級(jí)時(shí)直接reset就會(huì)進(jìn)入IAP模式。

圖3. 進(jìn)入IAP Mode按鍵

2）連接USB設(shè)備到PC

圖4. USB設(shè)備與PC連接

3）PC識(shí)別到AT32 IAP可看到Ready.TXT

圖5. PC識(shí)別到AT32 IAP

4）拷貝BIN檔到磁盤目錄下

圖6. 拷貝Bin文件

5）設(shè)備升級(jí)完成之后將Reset USB

此時(shí)重新打開(kāi)磁盤，會(huì)有Success.TXT

圖7. 設(shè)備升級(jí)完成提示

6）升級(jí)結(jié)束

此時(shí)Reset或向識(shí)別到的AT IAP虛擬磁盤上拷貝一個(gè)大小不為0的JUMP.TXT文件，即可跳轉(zhuǎn)到用戶代碼。

如果升級(jí)一次之后，不管是成功還是失敗，如果需要再次升級(jí)，需要reset整個(gè)設(shè)備。設(shè)備進(jìn)入Ready.TXT狀態(tài)。