STM32 Bootloader (Beta)

Описание

Этот бутлоадер для STM32 реализован как машина состояний (state machine).
Его задача — управлять обновлением прошивки по UART или CAN, а также обеспечивать безопасный переход между приложением и бутлоадером.

---

Общение с бутлоадером

В гите есть терминалка на C# для общения с бутом через SlCan (uart там не сделан). А вообще реализованы следующие команды

• 0x01 — стирание прошивки во Flash — (CMD_ERASE)
• 0x02 — запуск процедуры приёма страницы — (CMD_START_RECEIVE)
• 0x03 — запись блока прошивки — (CMD_WRITE)
• 0x04 — переход в приложение — (CMD_GOTOAPP)
• 0x05 — сброс микроконтроллера — (CMD_RESET)
• 0x06 — принудительный переход в бутлоадер — (CMD_GOTOBOOT)
• 0xAA — проверка связи (ping) — (CMD_PING)

Бутлоадер уже содержит каркас для работы как с CAN (и некоторые наработки для UART, но не проверенные).
Для расширения функционала и поддержки новых протоколов нужно доопределить следующие функции.

• Приём команды:

  BootloaderCommand_t Bootloader_UART_Receive(Bootloader_t *bl); //boot_uart.c
  BootloaderCommand_t Bootloader_CAN_Receive(Bootloader_t *bl); //boot_can.c
  

  • Читает 1 байт команды и возвращает её (CMD_ERASE, CMD_WRITE, и т.п.) или, если нет команды, NO_CMD.
• Приём страницы прошивки:

  void Bootloader_UART_Receive_Page(Bootloader_t *bl); //boot_uart.c
  void Bootloader_CAN_Receive_Page(Bootloader_t *bl); //boot_can.c
  

  • Принимает блок данных длиной PAGE_SIZE байт.
  • Принимает CRC32 (4 байта).
  • Заполняет поля bl->fw_buffer, bl->fw_len, bl->fw_crc.

---

Как работает бутлоадер

1. После сброса бутлоадер проверяет сохранённые ошибки и "ключ" прошивки.
   • Если приложение корректное — выполняется переход в него.
   • Если приложение повреждено или нет ключа — остаётся в бутлоадере.
2. В состоянии IDLE бутлоадер слушает команды.
3. Прошивка отправляется страницами, каждая страница проверяется по CRC32.
4. По завершению записи устанавливается "ключ приложения", и возможен переход в основное приложение.
5. При ошибках — возврат в состояние ERROR, уведомление хоста и мигание LED. Для сброса ошибок надо перезапустить МК.

---

Основные особенности бута

• Реализован как конечный автомат со следующими состояниями:
  • INIT — проверка ключа, и далее переход в приложение или инициализация бута
  • IDLE — ожидание команды
  • RECEIVE_UART / RECEIVE_CAN — приём страницы прошивки
  • WRITE — запись принятой страницы во Flash
  • ERASE — стирание приложения
  • JUMP_TO_APP — переход к основному приложению
  • JUMP_TO_BOOT — возврат в бутлоадер
  • RESET — программный сброс
  • ERROR — обработка ошибок
• Проверка целостности прошивки с помощью CRC32
• Учёт ошибок (hardfault, memmanage, watchdog и т.п.)
• Индикация состояния через LED:
  • мигает раз в 500 мс при ошибке
  • включается при приеме комады и выключается, когда команда выполнена

---

Интеграция в проект

Здесь бутлоадер и основное приложение реализованы как отдельные таргеты:

• Таргет приложения
  Исключает main() бутлоадера и компилирует только само приложение.
  Адрес загрузки приложения: 0x0800C000.

• Таргет бутлоадера
  Исключает код приложения и компилирует только бутлоадер.
  Адрес загрузки бутлоадера: 0x08000000.

Чтобы в основном приложении можно было управлять бутлоадером:

1. Подключить boot_jump.h и boot_jump.c для взаимодействия с бутлоадером:

#include "boot_jump.h"  

2. В начале main() вызвать App_Init(), чтобы установить VTOR на начало приложения:

App_Init();             

3. Для перехода в бутлоадер (например, при ошибке или обновлении):

JumpToBootloader();