STM32通过USB实现Bootloader/IAP功能

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前沿：

最近在做STM32的USB Bootlader/IAP功能，也就是通过USB实现固件升级，本文介绍下实现的基本思路，希望对实现IAP的同学一个参考，改方法已经在产品中得到实际应用并验证是比较合理，稳定可靠的。

程序空间划分：

在单片机的程序Flash中分两个区，分别存储Bootloader代码和App代码，Bootloader放到代码起始地址，也就是0x08000000，App放到0x8020000地址，中间预留了很多的地址空间，主要是为了用来存储一些需要掉电保存的数据，比如我在0x0800C000地址就存放了App程序运行后写入该地址的标志数据。

启动流程：

上电后自然是运行Bootloader程序，Bootloader运行后，做的第一件事情如下所示

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也就是判断App运行标志是否有效，这个标志是存放到EXE_FLAG_ADDR地址的，若有效就直接跳转到App程序运行，这个时间很短，所以用户看不到有Bootloader执行的效果，感觉就是直接运行的App程序，进入App程序后，App程序第一件事情如下

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也就是判断App标志是否有效，若有效则直接执行后面的程序，若无效则需要在EXE_FLAG_ADDR地址写入执行标志。

Bootloader程序判断App标志若无效，那么Bootloader就不会直接跳转到App，因为这个时候是需要进行升级App的操作，所以程序就进入Bootloader的正常工作流程，也就是等待升级App的各种命令，比如擦出固件，烧写固件，校验固件等。当固件成功写入并校验通过之后，PC端就可以发送一个程序跳转命令跳转到App执行。

PC端操作流程：

PC端和单片机是通过USB进行数据交换的，当然用其他方式也可以，基本流程都是差不多的。

PC程序首先当然是扫描设备，打开设备，然后调用获取固件信息的函数，调用该函数后可以得知当前固件的名称，版本号，固件类型（Bootloader还是App），若发现当前固件不是Bootloader，那么就得通过USB给固件发送一个程序跳转命令，也就是跳转到Bootloader代码执行，当然App在跳转到Bootloader的时候必须把EXE_FLAG_ADDR地址的标志数据擦出掉，这样Bootloader才能进入正常的升级流程。

控制固件程序进入Bootloader之后，PC端程序将打开App固件程序文件，然后根据文件大小，发送擦出App代码存储区域Flash的数据，然后再分包将固件发送给单片机，单片机端Bootlader程序接收到数据后将数据写入App的Flash区域，数据写完之后再进行校验，我是通过计算CRC16的方式进行校验的，校验通过之后就可以发送跳转命令控制程序跳转到App运行了，到此升级流程完毕。

PC端程序代码：

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PC端程序运行效果如下所示：



后记：

我是用STM32F4+USB3300高速USB实现IAP功能的，12K的App代码几乎瞬间下载完毕，整个程序测试了很多次，没一次出问题...