STM32 IAP

最近一直在看IAP的东西，总结了一写东西，但是具体的东西还没有尝试。先来说具体的问题

我想要的是可以通过无线来下载程序。思想是，首先在单片机中烧入一段程序，称之为bootloader,这段程序的目的是接收串口数据并且将数据写到flash指定的位置。但是现在我碰到了一些问题，首先是flash，不知道该如何操作，其次是如何从bootloader跳到APP。

首先来说一下如何操作内部flash

flash只能写入16位的数据，不能写8位或32的，如果写入8位的数据可以将高8位补零，凑成16位数据。并且每次写之前都要擦除一个扇区的数据，所以，如果要写的话就要先将扇区的数据存到缓冲区。然后在进行擦除。具体的代码可以参照官方例程。



再来解释一下IAP编程。

IAP简单的说就是通过第一段程序来烧录第二段程序，但是其中有些配置需要了解

第一是启动方式。先来看看STM32的三种介质启动方式

User Flash = 芯片内置的Flash。

SRAM = 芯片内置的RAM区，就是内存啦。

System Memory = 芯片内部一块特定的区域，芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader，就是通常说的ISP程序，这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除，即它是一个ROM区。

不同的boot设置将会由不同的启动方式

BOOT1=x  BOOT0=0  从用户闪存启动，这是正常的工作模式。
BOOT1=0  BOOT0=1  从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能由厂家设置。（用于串口ISP）
BOOT1=1  BOOT0=1  从内置SRAM启动，这种模式可以用于调试。

下面都是针对flash的IAP编程，你也可以SRAM启动

先来上个图，看看内存映射这个主要看看各个地址，其中SRAM的起始地址为0x20000000，内部flash 是从0x0800 0000开始 到0x0801 FFFF 结束，0x0801FFFF-0x0800 0000= 0x20000 =128k 128也就是flash的大小。



下面这个图是APP和IAP在flash中的空间分配。我们12k的空间来存IAP程序，其余的空间用作存主要的功能APP。



再来看看程序是如何启动的。

下面这个图示是截过来的，用来说明程序是如何启动的

（来自http://www.openedv.com/posts/list/11494.htm）



在启动后，CPU从地址0x00000000（通过映射，即使从0x08000000）获取堆栈顶的地址，并从启动存储器的0x00000004（通过映射，即使从0x08000000 + 4）指示的地址开始执行程序。这就是为什么启动代码的第一个中断向量存放的是堆栈的基地址，第二个中断向量才是复位处理函数。执行完复位函数后就来到了C的世界。

再来看看加了IAP后的程序，用来说明程序如何跳转。



其中有一点需要说明，就是关于中断的问题，如果新的程序触发了中断，那PC将会指到哪里呢。

如果CPU得到一个中断请求，PC指针仍强制跳转到地址0X08000004中断向量表处，而不是新程序的中断向量表；程序再根据我们设置的中断向量表偏移量，跳转到对应中断源新的中断服务程序中，如图标号⑤所示；在执行完中断服务程序后，程序返回main函数继续运行

在main函数的执行过程中，如果CPU得到一个中断请求，PC指针本来应该跳转到0x08000004处的中断向量表，由于我们设置了中断向量表偏移量为N+M，因此PC指针被强制跳转0x08000004+N+M处的中断向量表中得到相应的中断函数地址(待求证)，再跳转到相应新的中断服务函数，执行结束后返回到main函数中来。

我觉得第二种解释更能接受。我始终不明白当PC指到0X08000004中断向量表处的时候是如何得到新的程序的中断服务函数的地址的。因为在bootloader中并没有关于新程序位置的信息，我们中断向量表的偏移是在新程序设定的。所以我觉得应该就是PC本来要指向0X08000004中断向量表处，但是程序中先计算了一下，（因为我们已经设置了偏移量），然后直接指向新程序的中断向量表。尽管这么说，但是我还是不知道中断是如何找到中断服务函数的。也不知道设置不同的rom起始地址会不会改变启动代码。

那么下面看一下代码，IAP是如何跳转到APP的

/* Test if user code is programmed starting from address "ApplicationAddress" */
if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
{ /* Jump to user application */
JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);
Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
/* Initialize user application's Stack Pointer */
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);
Jump_To_Application();
}

if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
{
}
/*
这句的意思是检查是否新程序的栈顶在0x20000000与0x2001FFFF之间，即栈顶是不是在以0x20000000开始的128K的范围内，这里便是STM32的RAM区域，虽然现在最大的只有64k
*/

JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);
/*
这句的意思是获得新程序的地址，ApplicationAddress位新程序的栈顶地址，ApplicationAddress+4即使新程序的启动地址，即复位处理函数地址。
*/

Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
/*
将启动地址转换成函数地址
*/

具体的设置可以参考原子的IAP操作