【STM32】标准库-自定义BootLoader

Bootloader

bootloader其实就是一段启动程序，它在芯片启动的时候最先被执行，可以用来做一些硬件的初始化或者用作固件热更新，当初始化完成之后跳转到对应的应用程序中去。

bootloader程序需要通过下载器烧写到芯片中，而APP则可以通过有线方式的UART、IIC、USB、SPI等总线来通过bootloader来更新，视所设计的bootloader程序而定。另外，对于无线方式热更新APP，一般是用WiFi、bluetooth通过UART透传的方式烧写芯片APP程序。

Bootloader的实现

本次采用STM32F429IGT6单片机，Flash共有1MB大小，SRAM共有256KB。

本次设计一个Bootloader和一个APP程序，空间分别如下：

BOOTloader程序起始地址0x0800 0000分配大小为0xA000，40KB，注意按照扇区对齐（比如4KB一个扇区）

APP程序起始地址0x0800 A000分配的大小为0xF6000，984KB。

起始地址	存储的内容
0x0800 0000	BOOTloader程序
0x0800 A000	APP程序

STM32的中断向量表和栈顶地址

STM32Fx有一个中断向量表，这个中断向量表存放代码开始部分的后4个字节处（即0x08000004）,代码开始的4个字节存放的是栈顶地址。

栈是从高到低分配，高地址到低地址

堆是从低到高分配，低地址到高地址

排列格式如下:

栈顶地址	占用4个字节
Reset_Handler	复位中断向量
中断向量表	每一个中断向量表占用4个字节
程序

BOOTloader工程

bootloader和App都是完整的STM32工程，区别在于工程所实现的功能和占用Flash的大小。由于Bootloader的功能比较单一，并且为了节约Flash留给用户App，Bootloader一般不带操作系统，所占用的Flash较小。APP是完整的用户程序，按照正常的设计流程进行设计，只需要在工程配置和部分初始化代码处进行修改。

设置工程起始地址，及其大小

中断向量表的地址偏移

调用函数NVIC_SetVectorTable()进行配置。BOOT工程一般不需要配置

执行BOOT后，跳转到APP程序中

注意点：

1. 检查堆栈地址是否有效，单片机的RAM大小为0x30000，0x3000 0000 - 0x3000 = 0x2FFD 0000，也可以用其他方法来计算RAM是否超过单片机的范围

2. 关闭全局中断，__set_PRIMASK(1)；仅只剩下NMI 和硬 fault 可以响应，记得在APP工程设置__set_PRIMASK(0);

3. 复位BOOT工程中用到的外设

4. 函数指针赋值为Reset_Handler向量的地址

5. 设置堆栈地址

6. 跳转到APP中

typedef void (*Run_APP_t)(void);


/** * @brief 跳转并执行到APP程序 * @param APPProgramAddr : APP程序的地址 * @retval None */
static void Jump_to_APP(uint32_t APPProgramAddr)
{
    
    Run_APP_t run_app = (Run_APP_t)(*(uint32_t*)(APPProgramAddr + 4));

    /* 检查堆栈地址(RAM地址)是否有效，然后跳转到用户应用程序 */
    if((*(uint32_t*)APPProgramAddr & 0x2FFD0000) == 0x20000000)
    {
    
        /* 关闭所有中断， 在它被置 1 后，就关掉所有可屏蔽的异常，只剩下NMI 和硬 fault 可以响应。 它的缺省值是 0，表示没有关中断。 */
        __set_PRIMASK(1);

        /* 复位所有已经开启的外设 */
        GPIO_DeInit(GPIOH);
        GPIO_DeInit(GPIOA);
        GPIO_DeInit(GPIOC);
        EXTI_DeInit();
        CRC_ResetDR();
        USART_DeInit(USART1);

        /* 设置堆栈指针 */
// __set_PSP(*(uint32_t*)APPProgramAddr);
// __set_CONTROL(0);
        __set_MSP(*(uint32_t*)APPProgramAddr);

        /* 跳转到APP程序中执行 */
        run_app();
    }
    else
    {
    
        USART1Printf("BOOT_ERROR1!\r\n");
    }
}

APP工程

Flash的起始地址，大小

中断向量表偏移地址和开启全局中断

/* 设置中断向量表 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0xA000);//中断向量表偏移
/* 关闭所有中断， 在它被置 1 后，就关掉所有可屏蔽的异常，只剩下NMI 和硬 fault 可以响应。 它的缺省值是 0，表示没有关中断。 */
__set_PRIMASK(0);

Keil5生成BIN文件

fromelf --bin -o "[email protected]" "#L"

工程文件下载链接