STM32 CUbeIDE 使用Ymodem协议进行串口IAP升级

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STMCU 发布时间：2020-9-21 10:16

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学习了一下使用Ymodem协议串口IAP程序升级的功能，移植的是ST的工程文件。附上下载链接http://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=IAP-t=tools-page=1；ST官网提供的各种IAP，其方法和原理其实都类似：就是将程序文件（二进制文件）写入FLASH。

1、Ymodem协议简介

Xmodem、Ymodem和Zmodem协议是最常用的三种通信协议。Xmodem协议是最早的，传输128字节信息块。Ymodem是Xmodem的改进版协议，具有传输快速稳定的优点。它可以一次传输1024字节的信息块，同时还支持传输多个文件。以下协议内容的简介，顺便添加了一点自己的见解。

YModem，数据的发送回使用CRC校验，保证数据传输的正确性。它每传输一个信息块数据时，就会等待接收端回应ACK信号，接收到回应后，才会继续传输下一个信息块，保证数据已经全部接收。

SENDER:发送方。
RECEIVER:接收方。
第一步先由接收方，发送一个字符'C'
发送方收到'C'后，发送第一帧数据包，内容如下：
**SOH 00 FF filename filezise NUL CRCH CRCL**
帧长=3字节数据首部+128字节数据+2字节CRC16校验码=133字节
如下所示：
SOH 00 FF Foo.c NUL[123] CRCH CRCL
第1字节SOH:表示本包数据区大小有128字节。如果头为STX表示本包数据区大小为1024字节。
第2字节00: 编号，第一包为00,第二包为01，第三包为02依次累加。到FF后继续**从0循环递增**。这样就会出现一个BUG，那就是文件在传输大小上有限制，256x128 = 32768 字节 **32K的限制**。
第3字节FF: 编号的反码。编号为00 对应FF，为01对应FE，以此类推。
第4字节到最后两字节：若第1字节为SOH时有128字节，为STX时有1024字节，这部分为数据区。“Foo.c” 文件名，超级终端下，在文件名后还有文件大小。官方dome也是因为使用了这个文件大小进行比对。这就是为什么用SecureCRT中的YMODEM协议而无法正确传输的原因。在文件名和文件大小之后，如果不满128字节，以0补满。最后两字节：这里需要注意，只有数据部分参与了效CRC验,不包括头和编码部分。
CRCH和CRCL分别表示16位CRC校验码的高8位与低8位，高字节在前，低字节在后。
接收方收到第一帧数据包后，发送ACK正确应答。
然后再发送一个字符'C'。
发送方收到'C'后，开始发送第二帧，第二帧中的数据存放的是第一包数据。
接收方收到数据后，发送一个ACK然后等待下一包数据传送完毕，继续ACK应答。直到所有数据传输完毕。
数据传输完毕后，发送方发EOT，第一次接收方以NAK应答，进行二次确认。
发送方收到NAK后，重发EOT，接收方第二次收到结束符，就以ACK应答。
最后接收方再发送一个'C'，发送方在没有第二个文件要传输的情况下，
发送如下数据：
SOH 00 FF 00~00(共128个) CRCH CRCL
接收方应答ACK后，正式结束数据传输。

复制代码

2、Boodload程序

下面所示的部分是移植的文件，移植完成后的工程文件截图：

main.c 文件修改添加：

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "menu.h"
#include "flash_if.h"
/* USER CODE END Includes */

复制代码

/* USER CODE BEGIN 0 */
extern pFunction JumpToApplication;
extern uint32_t JumpAddress;
/* USER CODE END 0 */

复制代码

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
if (1)
{
/* Execute the IAP driver in order to reprogram the Flash */
FLASH_If_Init();
/* Display main menu */
Main_Menu();
}
/* Keep the user application running */
else
{
/* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */
if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) 检查栈顶地址是否合法.
{
/* Jump to user application */
JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4); //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址)
JumpToApplication = (pFunction) JumpAddress;
/* Initialize user application's Stack Pointer */
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS); //初始化APP堆栈指针(用户代码区的第一个字用于存放栈顶地址)
JumpToApplication(); //跳转到APP.
}
}

复制代码

还要修改flash_if.h 头文件里面的地址。

APPLICATION_ADDRESS 是偏移的地址，可以根据自己程序Boodload文件大小自己设置，USER_FLASH_SIZE 是 APP文件的大小。

2.1 传输32K限制解决

secureCRT每包只传输128个字节的有效数据，而每个帧的标号由一个字节表示，所以等到标号到达0xFF之后，下一个帧的标号又变为0，而官方Ymodem程序是判断帧标号为0则认为是传输文件的第一个帧，即文件名和文件大小。所以等到标号由0x00-0xff再到0x00的时候，它认为是一个新的文件，所以出错。只要加一个标志标明第一次出现的帧标号为0的帧为第一帧就OK了。
packets_received 声明为U32类型的数据，判断的时候修改如下
if (aPacketData[PACKET_NUMBER_INDEX] != (packets_received & 0xff))