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STM32 Customer BootLoader 刷新项目 (二) 方案介绍

1. 需求分析

首先在开始编程之前，我们先详细设计一下BootLoder的方案。

本项目做的BootLoader是在STM32自带的启动一级boot上加了一层，即为二级Boot，其是专门为客户自定义的启动过程中操作软件的后门。主要作用是更新MCU中的软件，在正常启动过程中，CB刷新整个控制器中的软件。

整个软件的代码块如下图所示，最下一层是SB（ST自带的Boot），这里面初始化异常向量表，初始化堆栈和RAM。

第二层是CB（客户定制化的Boot），这里面主要是执行客户所定义的启动逻辑，其中包括刷新整个控制器中的软件，获取软件版本号，擦除指定Sector的代码，使能读/写Flash保护，跳转到指定地址。还可以根据需求进行定制化实现。

第三层是APP应用，是实现控制器中的控制逻辑。

下图是CB的架构图，整个刷新和操作MCU都是通过USART来操作，其中USART1是主要和MCU进行通信、刷新和发送命令的串口，而USART2是Debug 端口，只在调试的时候使用用来输出打印信息，开发阶段完成后，USART2则不再使用。

2. STM32 Memery介绍

对于实现客户化的BootLoader，对于整个Flash空间，可以从下图中看出，地址范围是0x0800 0000-0x080F FFFF，再看下图中Table 5中，可以看出Sector 0-11，我们选中Sector 0-1作为Customer BootLoader的地址空间，即0x0800 0000-0x0800 7FFFF。剩下Application的地址空间为Sector 2-11。执行完ST的Boot后，跳转到Customer BootLoader，再CB中执行完相应的客户化操作，再跳转到Application，执行应用层程序。

3. BootLoader方案介绍

上面介绍了Memory的内存分配，下面我们可以更加详细的看出三块应用的程序Flash的分配。

板子MCU一上电先从STM32里面的ST BootLoader中先启动，进行异常向量表的初始化和堆栈初始化。后续跳转到Customer BootLoader所在的地址，即为0x0800 0000，通过相应的判断条件进入CB，执行相应的客户化指令。若没有客户的条件，则跳转至应用层程序Application。

下图则是在CB中的跳转逻辑，将Flash中的程序Aliasing映射到0x0000 0000地址处，实际是从0地址开始启动，0地址存放MSP的栈指针，其中offset 0x0000 0004则为存放PC指针跳转地址，程序执行到此处则开始跳转到相应地址区间。

下图为整个Customer BootLoader中的跳转逻辑，下一篇文章将详细介绍整个Customer BootLoader的程序编写过程。

4. 支持指令

下面是整个Customer BootLoader支持的指令，其中比较重要的是0x55（BL跳转固定地址），0x56（指定擦除扇区），0x57（在不同内存写数据）。后续将详细介绍整个Customer BootLoader的方案实现和代码实现。

主机发送	命令码	BootLoader回复	备注
BL_GET_VER	0x51	BootLoader版本号(1 byte)	从MCU中读BootLoader的版本号
BL_GET_HELP	0x52	所有支持的命令码(10 bytes)	列出BootLoader支持的所有命令
BL_GET_CID	0x53	Chip identification number(2 bytes)	读芯片的识别号
BL_GET_RDP_STATUS	0x54	返回芯片读保护等级(1 byte)	读行骗Flash的读保护等级
BL_GO_TO_ADDR	0x55	返回成功或错误(1 byte)	BL跳转固定地址
BL_FLASH_ERASE	0x56	返回成功或错误(1 byte)	指定擦除扇区
BL_MEM_WRITE	0x57	返回成功或错误(1 byte)	在不同内存写数据
BL_EN_R_W_PROTECT	0x58	返回成功或错误(1 byte)	使能读/写保护
BL_MEM_READ	0x59	主机请求的内存内容长度	TO DO
BL_READ_SECTOR_STATUS	0x5A	所有Sector状态	读所有扇区的保护状态
BL_OTP_READ	0x5B	OTP contents	TO DO
BL_DIS_R_W_PROTECT	0x5C	返回成功或错误(1 byte)	该命令用于禁用用户Flash的不同扇区的读写保护功能。该命令将保护状态恢复为默认状态。

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