IAP在線升級原理概述

IAP（In Application Programming）即在應(yīng)用編程，IAP是用戶自己的程序在運行過程中對User Flash的部分區(qū)域進行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預留的通信口對產(chǎn)品中的固件程序進行更新升級。通常實現(xiàn)IAP功能時，即用戶程序運行中作自身的更新操作，需要在設(shè)計固件程序時編寫兩個項目代碼，第一個項目程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過某種通信方式(如USB、USART)接收程序或數(shù)據(jù)，執(zhí)行對第二部分代碼的更新；第二個項目代碼才是真正的功能代碼。這兩部分項目代碼都同時燒錄在User Flash中，當芯片上電后，首先是第一個項目代碼開始運行，它作如下操作：1) 檢查是否需要對第二部分代碼進行更新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復位后，還是從0X08000004地址取出復位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)到復位中斷服務(wù)程序，在運行完復位中斷服務(wù)程序之后跳轉(zhuǎn)到IAP的main函數(shù)，如圖標號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。新程序的復位中斷向量起始地址為0X08000004+N+M），跳轉(zhuǎn)至新寫入程序的復位向量表，取出新程序的復位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行新程序的復位中斷服務(wù)程序，隨后跳轉(zhuǎn)至新程序的main函數(shù)，如圖標號②和③所示，同樣main函數(shù)為一個死循環(huán)，并且注意到此時AT32的FLASH，在不同位置上，共有兩個中斷向量表。在main函數(shù)執(zhí)行過程中，如果CPU得到一個中斷請求，PC指針仍強制跳轉(zhuǎn)到地址0X08000004中斷向量表處，而不是新程序的中斷向量表，如圖標號④所示；程序再根據(jù)我們設(shè)置的中斷向量表偏移量，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)中斷源新的中斷服務(wù)程序中，如圖標號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)運行，如圖標號⑥所示。通過以上兩個過程的分析，我們知道IAP程序必須滿足兩個要求：1) 新程序必須在IAP程序之后的某個偏移量為x的地址開始2) 必須將新程序的中斷向量表相應(yīng)的移動，移動的偏移量為x

AT32 USB MSD IAP簡介

USB MSD IAP是一個固件升級工具，它不依賴于其它上位機工具，可直接接入到PC或手機上進行設(shè)備的固件升級。實現(xiàn)原理：將FLASH虛擬成一個存儲設(shè)備讓PC訪問。極其簡單的操作步驟：1） 將USB接口接入PC2） PC識別到盤符“AT32 IAP”3） 將需要升級的固件拷貝到AT32 IAP盤符里面4） 升級完成

AT32 USB MSD IAP設(shè)計功能特點

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大容量存儲設(shè)備進行虛擬設(shè)備

升級后自動reset USB設(shè)備并返回升級狀態(tài)

支持下載后自動讀回進行CRC校驗，保證固件正確性

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

支持各種系統(tǒng)windows，linux，Android等

支持升級完成之后跳轉(zhuǎn)到APP運行

支持BIN文件升級

支持HEX文件升級（后續(xù)版本添加）

支持加密文件升級（后續(xù)版本添加）

程序設(shè)計

地址空間表1. 地址空間分布

升級狀態(tài)

當連接Host之后，在盤符里面會對應(yīng)有當前狀態(tài)的TXT文檔，根據(jù)文檔名稱不同來確定當前的狀態(tài)。準備升級狀態(tài)（Ready.TXT）升級成功（Success.TXT）升級失敗（Failed.TXT）未知文件或錯誤（Unknown.TXT）升級文件大于FLASH大小（Large.TXT）注意：設(shè)備必須在Ready.TXT狀態(tài)下才能進行升級，否則不會升級。

升級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)部默認的APP起始地址進行升級當不滿足格式1時，IAP 將使用內(nèi)部默認APP的起始地址進行升級：如：ABCDEFG.BIN，A11111.BIN，jkakkkddkfj.BIN

升級HEX檔文件格式(后綴.HEX)

后續(xù)版本添加

升級加密檔文件格式（后綴.SEC）

后續(xù)版本添加

使用Option Byte標志判斷當前是否升級

IAP中使用Option Byte中HID[0]記錄升級是否成功，當進入IAP時，設(shè)置HID[0]=1,當升級完成時設(shè)置HID[0]=0;當設(shè)備啟動時，會自動判斷HID[0]是否已升級固件，如果是，就跳轉(zhuǎn)到APP地址執(zhí)行，否就繼續(xù)運行IAP。

跳轉(zhuǎn)到APP code執(zhí)行

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

使用AT32 USB MSD IAP進行升級

硬件資源

1） 指示燈LED2/LED3/LED4

2） USB(PA11/PA12)

3） AT-START-F403AV1.0實驗板

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其他型號上使用，請修改相應(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

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）進行簡單修改即可。

使用流程

1） 進入IAP Mode方式

如果已經(jīng)升級過固件，一直按住User按鍵，再按Reset鍵，進入IAP模式(LED4閃爍)，未升級時直接reset就會進入IAP模式。

圖3. 進入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識別到AT32 IAP可看到Ready.TXT

圖5. PC識別到AT32 IAP

4）拷貝BIN檔到磁盤目錄下

圖6. 拷貝Bin文件

5）設(shè)備升級完成之后將Reset USB

此時重新打開磁盤，會有Success.TXT

圖7. 設(shè)備升級完成提示

6）升級結(jié)束

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

如果升級一次之后，不管是成功還是失敗，如果需要再次升級，需要reset整個設(shè)備。設(shè)備進入Ready.TXT狀態(tài)。