一、什么是IAP？

IAP（In Application Programming，在應用編程）是一種技術，旨在實現用戶應用程序的動態更新，而無需使用專門的編程工具或硬件。IAP升級對于物聯網設備、嵌入式系統等非常重要，因為它允許在產品部署后進行功能更新或修復錯誤。

二、怎么使用IAP升級？

在單片機上電時，系統首先進入引導加載程序（BootLoader）。BootLoader會檢測是否需要進行IAP升級。如果條件未被觸發，BootLoader將直接跳轉到APP應用程序執行。如果條件被觸發，BootLoader將執行以下步驟：

1.備份APP應用程序：BootLoader會將舊版本的APP應用程序復制至備份區域，以便在需要時進行還原操作。

2.擦除APP程序區域：隨后，BootLoader將清除當前APP程序存儲區域，確保該區域完全為空。

3.重新寫入APP應用程序：BootLoader將通過外部接口（如串口）接收新版本的APP應用程序數據，并將其完整寫入已擦除的APP程序存儲區域。

4.更新IAP升級信息：等待成功寫入APP應用程序之后，更新IAP升級信息結構體，并將其保存到Flash中，防止丟失。

2.1 分區

我們寫的代碼最終都會被編譯成二進制文件并保存在Flash中，那么我們就需要進一步對內部Falsh劃分為幾個區域：BootLoader區、APP應用程序區、數據區、備份區。

1.BootLoader區：存放BootLoader程序，負責啟動過程和固件更新。

2.APP應用程序區：存放應用程序，即實際的功能代碼。

3.數據區：用于存儲IAP升級關鍵信息和安全相關數據

4.備份區：用于保存舊版本的應用程序或作為失敗更新的回退選項。

2.2 地址分配

AS32A601片內Flash共包含兩個存儲器，分別為程序存儲器（PFlash）和數據存儲器（DFlash）。其中PFlash共2M的Flash大小，我們主要對PFlash進行分區。將它分成四個區，BootLoader區、APP區、數據區、備份區，具體劃分如下表:

2.3 APP生成bin文件和上位機

Bootloader的IAR工程文件不用修改。只需要在APP應用程序的IAR工程文件中的Options中修改.icf文件，修改APP區的起始地址為0x0108_0000，控制APP應用程序在 Flash 中的存儲布局。

同時，在APP應用程序的IAR工程文件中的Options中勾選生成bin文件：

使用SecureCRT作為上位機，配置串口波特率為115200，Ymodem協議選擇1024bytes，選擇發送bin文件：

三、BootLoader主要代碼

在BootLoader程序中，如果檢查到需要IAP升級，使用Ymodem協議接收發送過來的APP應用程序的bin文件。對舊版本的APP應用程序進行備份，將新版本的APP應用程序寫入到APP區，最后執行跳轉程序到APP區。

3.1地址宏定義

3.2 寫入到APP區

使用Ymodem協議接收SecureCRT發送過來的bin文件。接收成功之后，擦除Flash的APP區，將接收到的bin文件數據重新寫入到APP區的Flash中。

3.3 跳轉到指定地址

我們先簡單介紹AS32芯片的啟動流程：從 ’_start’ 符號對應的入口開始執行，核心步驟依次為：初始化全局指針 ’gp’、配置棧指針 ’sp’、將data段從ROM拷貝到RAM、清空 ’bss’ 段，以及完成中斷相關的基礎初始化。所有我們只需要跳轉到 ‘_start’ 的地址即可。

新的應用程序被完整寫入Flash的指定區域后，Bootloader 將執行最后的跳轉操作，啟動位于該區域入口地址的新程序，傳入的參數為 ‘_start’ 的地址，即APP區的首地址0x0108_0000。最后，跳轉之前要關閉全局中斷，防止程序跑飛。

跳轉之后要在APP應用程序里面開啟全局中斷，使得能正常接收中斷。

3.4 增加相關安全性

升級之前，把舊版本的APP應用程序復制到備份區，方便進行還原操作：

定義相關的IAP升級信息結構體，用于保存跳轉狀態和升級狀態，同時記錄接收到的bin文件名稱和文件大小：

每次IAP升級跳轉之前，需要先從Flash中讀取信息結構體，然后進行更新（記錄接收到的bin文件名稱和文件大小），最后重新寫入到Flash中：

三、實驗結果

得到APP程序的.bin文件之后，將BootLoader程序下載進單片機，打開SecureCRT，選擇波特率，發送Ymodem文件，選擇.bin文件，傳輸文件，此時IAP升級成功，如下圖操作：

審核編輯 黃宇