SD卡升级——SDIO IAP实验

hexiaolong2008

在嵌入式项目中，经常会用到SD卡升级这一方式来进行产品的软件升级。刚好最近做的项目也需要这一功能，由于之前未接触过IAP开发，刚好在这个时候可以学习一下，于是先到各大网站去搜索相关资料，两天下来，基本对于IAP的概念和编程步骤有了大致的了解。本人手里有块正点原子的开发板，前期的实验都是在这块开发板上实现的。在实现了SD卡IAP功能以后，立马将工程移植到项目中去，很快就把这个功能添加进去了，甚是高兴，对于以前的SD卡升级功能也不再那么神秘了。

    本人是先看正点原子的超级战舰手册，先看的《第三十九章 FLASH模拟EEPROM实验》，了解了STM32片内FLASH编程的步骤，然后再看的《第五十三章 串口IAP实验》，学习IAP编程的思想，最后到阿莫电子论坛上搜索相关的资料，最终完成了SD卡IAP编程的学习，并解决了实际问题。

    学习总结：

    1.STM32片内FLASH编程步骤4步曲：解锁、擦除、编程、上锁；

    2.设置IAP程序在FLASH的起始地址，设置用户程序的起始地址为IAP后面的地址，并修改ROM空间大小；

    3.在用户程序中，设置中断向量偏移地址为用户程序的起始地址；

    4.STM32大容量存储器的页大小为2K，起初总以为是512字节；

    5.页擦除的时候，所有的页地址都是实际的字节地址，而并非常说的“第几页第几页”中的页编号；

    6.页擦除的时候，如果指定的页地址没有和页边界对齐的话，擦除操作仍然有效，只是擦除的范围是指定地址所在的整页大小；

    原子哥的IAP实验是基于串口的，由于串口的数据发送是不可调的，只能一次性将整个用户程序的BIN文件发送给bootloader，而且bootloader是将接收到的用户文件暂存在片内SRAM的，这就限值了用户程序的大小，不能大于SRAM的大小64K。而SD卡设计则不受用户程序大小限值，只要FLASH装得下就行。由于原子哥的代码很多都是寄存器版本的，而文件系统又是他自己独门的FAT32驱动，再加上他的开发板SD卡例程都基于SPI驱动的（只有一个扩展例程是SDIO的），而我的项目时间比较急，要求用最高的效率完成这项功能，于是就产生了以ST官方库函数为主导，以网上开源文件系统Fatfs作为SD卡文件系统驱动，以SDIO4位总线的DMA访问模式为SD卡驱动这样一个方案，一切都只为了开发的效率，同时，也将源代码与大家分享，相信也有很多人使用这样一种方案的。

    本工程试验平台：

    1.硬件：正点原子超级战舰开发板，由于购买时配套的3.5寸触摸屏，对于3.5以下的屏未测试过，但应该没问题，因为LCD驱动用的还是原子哥的驱动，是兼容2.4到3.5的。SanDisk 1G SD卡， MicroSD 2G。注意：要使用超级战舰开发板上的SDIO功能，必须将开发板上的P10跳线帽接到P11上，因为原子的SD卡驱动默认使用SPI接口的，所以这里必须要设置！

    2.软件：ST官方库V3.0的，比较老了。

   FatFs文件系统，注意：本人在ff.h配置中将宏_FS_READONLY配置为1，即只生成读操作的代码，不编译写操作的代码，目的是为了减小bootloader的代码量，包括原子哥的LCD.C中的代码也删减了很多。

    下面就将主要的源代码贴出，供大家参考。

[cpp] view plaincopy

1. /***************************************************************************************************** 
2. 文件名  ：main.c 
3.  
4. 文件描述：程序执行的主要文件，不用说也明白 
5.  
6. 创建人  ：何小龙 
7.           博客：http://blog.csdn.net/hexiaolong2009 
8.  
9. 创建时间：2012.05.16 
10.  
11. 更改历史：2012.05.29 
12.  
13. *****************************************************************************************************/  
14. #include "stm32f10x.h"  
15. #include "delay.h"  
16. #include "LED.h"  
17. #include "diskio.h"  
18. #include "ff.h"  
19. #include "lcd.h"  
20.   
21. #define FLASH_APP_ADDR      0x08010000      //第一个应用程序起始地址(存放在FLASH)  
22. #define STM_PAGE_SIZE       2048            //注意：STM32F103ZET6的FLASH页大小为2K  
23.   
24.   
25.   
26. //****************************************************************************************************  
27. //全局变量声明  
28. FATFS Fs;  
29. FIL file;       
30. BYTE buffer[STM_PAGE_SIZE];   
31. FRESULT res;          
32. UINT br;          
33.   
34. typedef  void (*fun)(void);             //定义一个函数类型的参数.     
35. fun AppStart;   
36.   
37. /*****************************************************************************************************  
38. 函数名  ：Jump2App  
39.   
40. 功    能：从Bootloader跳转到用户APP程序地址空间  
41.   
42. 入口参数：Addr，用户APP的起始执行地址  
43.   
44. 出口参数：无  
45.   
46. 返回值  ：无  
47. *****************************************************************************************************/  
48. void Jump2App(u32 Addr)  
49. {  
50.     if(((*(vu32*)Addr)&0x2FFE0000) == 0x20000000)   //检查栈顶地址是否合法.  
51.     {   
52.         AppStart = (fun)(*(vu32*)(Addr+4));         //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址)          
53.         AppStart();                                 //跳转到APP.  
54.     }  
55. }          
56.   
57.   
58. /***************************************************************************************************** 
59. 函数名  ：FirmwareUpdate 
60.  
61. 功    能：固件升级函数 
62.  
63. 入口参数：无 
64.  
65. 出口参数：无 
66.  
67. 返回值  ：无 
68. *****************************************************************************************************/  
69. void FirmwareUpdate(void)  
70. {  
71. int ageOffest = 0;     //页偏移，从APP的基地址到当前页起始位置的字节总数  
72. int ByteOffest;         //当前页内的字节偏移，从当前操作页的起始位置到正在写入位置的字节偏移  
73. int a, b;  
74. u8 i = 0;  
75.   
76.     /*首先初始化SD卡*/  
77.     if(0 != disk_initialize(0)) return;  
78.   
79.     /*接着挂载文件系统对象*/  
80.     f_mount(0, &Fs);  
81.   
82.     /*查找是否存在要升级的BIN文件*/  
83.     res = f_open(&file, "RTC.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);  
84.     if(FR_OK != res) return;  
85.   
86.     /*绘制进度条边框*/  
87.     LCD_DrawRectangle(50, 225, 250, 255);  
88.   
89.     /*初始化临时变量*/  
90.     a = file.fsize / 100;  //100表示将进度条平均分成100份，由于进度条长度为200个像素，所以1份占用2个像素  
91.     a &= 0xfffffffe;       //将文件平均分成100份，所以a表示一份文件所占的字节数，为确保该字节数为偶数，故做此转换  
92.     b = 0;                 //b表示当前已经更新了多少字节  
93.   
94.     /*执行主要的IAP功能*/  
95.     while(1)  
96.     {  
97.         /*每次读取一个页的数据到内存缓冲区，注意：STM32F103ZE的页大小为2K*/  
98.         res = f_read(&file, buffer, STM_PAGE_SIZE, &br);  
99.         if (res || br == 0) break;     
100.   
101.         /*然后就是永恒的4步骤：解锁、擦除、更新、上锁*/  
102.         FLASH_Unlock();  
103.         FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);  
104.         FLASH_ErasePage(FLASH_APP_ADDR + ageOffest);  
105.         for(ByteOffest = 0; ByteOffest < STM_PAGE_SIZE; ByteOffest += 2)  
106.         {  
107.             /*更新FLASH，注意当前操作的实际位置：APP基地址FLASH_APP_ADDR+页偏移字节PageOffest+当前页内的字节偏移ByteOffest*/  
108.             FLASH_ProgramHalfWord(FLASH_APP_ADDR + ageOffest + ByteOffest, *(u16*)(buffer + ByteOffest));  
109.               
110.             b += 2;  
111.   
112.             /*更新显示进度条，(b % a == 0)的目的是确保当前正好写完1份文件*/  
113.             if(b % a == 0)  
114.             {  
115.                 LCD_Fill(50, 225, 50 + 2 * (b / a), 255, 0x7e0); //(b / a)表示已经写了几份文件  
116.             }  
117.         }   
118.         FLASH_Lock();  
119.         ageOffest += STM_PAGE_SIZE;  
120.   
121.         /*每更新完1页，让LED状态翻转一次*/  
122.         i = !i;  
123.         if(i)  
124.             GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);  
125.         else  
126.             GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);  
127.     }  
128.   
129.     /*关闭文件，卸载文件系统*/  
130.     f_close(&file);  
131.     f_mount(0, 0);  
132. }  
133.   
134.   
135. /***************************************************************************************************** 
136. 函数名  ：main 
137.  
138. 功    能：主程序入口函数 
139.  
140. 入口参数：无 
141.  
142. 出口参数：无 
143.  
144. 返回值  ：int 
145. *****************************************************************************************************/  
146. int main(void)  
147. {  
148.     SystemInit();  
149.     delay_init(72);  
150.     LED_Init();  
151.     LCD_Init();  
152.     FirmwareUpdate();  
153.     Jump2App(FLASH_APP_ADDR);  
154.     while(1);  
155. }  

    还要注意的地方：用户程序是放在FLASH地址0x08010000的位置的，而且该代码只识别SD卡根目录下的RTC.bin文件，如果要更改文件名，则只需将FirmwareUpdate函数中的“RTC.bin”文件改成你要升级的文件即可。

    以下是运行效果图：

    

    

希望对你能有所帮助。
工程源码下载：

正点原子

cool

Mars_wei

 值得学习，标记先

shibusha

感谢分享

565956807@qq.co

mark

grant

好就一个字

wwjdwy

感谢分享。
楼主的SDIO SDcard操作部分，是用的官方源码？

hexiaolong2008

回复【7楼】wwjdwy:
---------------------------------
嗯，是的，SD卡驱动用的ST官方库V2.0.3版

wwjdwy

回复【8楼】hexiaolong2008:
---------------------------------
群主有没有相关的如何移植文档，我想把它用在107，想看看怎么修改，如何更改总线为1位或者4位

wwjdwy

回复【8楼】hexiaolong2008:
---------------------------------
看了下diskio.c里面代码很清晰，看来我们只要更改GPIO_Configuration以及就可以了吧。

wwjdwy

擦，我想多了，107没有SDIO接口

hexiaolong2008

回复【11楼】wwjdwy:
---------------------------------
呵呵，你真好玩！

qq942266575

会不会不支持一些卡的问题？我试下弄到F407看看。

bwsz

顶楼主 然后下下来学习学习 谢谢楼主

hahalz

顶一个

lansing1648

这个MINI32的可以用吗?哪位帮忙测试下.

hexiaolong2008

回复【17楼】keyway:
---------------------------------
那你就需要修改APP程序的链接地址为RAM地址，然后还要修改BOOTLOADER，将整个APP拷贝到SRAM中，然后JMP到APP起始地址。

maxuejia

楼主，为了传输的正确性，是否需要加校验？

黄毛

回复【19楼】maxuejia:
---------------------------------
应该采取什么样的方式校验数据？

其实不校验也行吧，反正出错了，重新再IAP一次这样行不行？

随心执着

请问下  为什么我的SD卡  一直挂载不上

蓝色沸点

下载到战舰板子（2.8寸屏）上去，（进度条跟你的3.5寸屏不同，自然位置就不同）更新完后没有跳转到应用程序中去啊，  停在那不动啊 

ye781205

必须标记                             。

蓝色沸点

回复【22楼】蓝色沸点:
----------------------------
不错，已OK

寒寒

我写了一个用串口的，每次发送最多1K，接受完后写入flash，之后继续写入1K，直到写完

岁月已无声

mark,挺实用的一个功能。

adaphoto

mark 非常实用，学习

大阿哥

工程第一次运行就找不到.axf
"output\SDIO_IAP.axf": Error: Q0122E: Could not open file 'output\SDIO_IAP.axf': No such file or directory
怎么办？

lord_shaw

res = f_open(&file, "RTC.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
  返回的永远是FR_NO_FILESYSTEM；

下面是我的代码能帮我找找问题吗：

if(0 != disk_initialize(0)) return;


f_mount(0, &Fs);

res = f_open(&file, "0:led.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);


if(FR_OK != res) return;

本人用2G的sandisk sd卡   芯片是STM32F103RCT6

hexiaolong2008

回复【29楼】lord_shaw:
---------------------------------
把文件名改成“led.bin”试试

Fliger

感谢分享 帮顶，以后应该能用到

leyvca

回复【24楼】蓝色沸点:
---------------------------------怎么解决的？？ 我跟你一样

xzm7358

楼主的东西都很不错哦！谢谢

tufuhua6

好东西啊~！

liberate301

mark!!!!!

wangkai1121

mark   ！！！！

合六斗

战略mark

zcz0426

标记一下！（这个BBS会把带一些代码识别成表情，挺有意思的）

AV8D

cool，非常棒！

和埠岭扛把子

哇  cool   感谢分享

www88988

向劳动者致敬~

wutianjun5858

真的很不错

albert999

学习了，正好用到

打洞者

蓝色沸点 发表于 2014-6-27 16:01
下载到战舰板子（2.8寸屏）上去，（进度条跟你的3.5寸屏不同，自然位置就不同）更新完后没有跳转到应用程序 ...

表示跟你一样，解决没

magic975824342

挺有帮助，谢谢楼主！

lidp000

谢谢分享，MARK。

bbqannysong

非常感谢，工程能用，已经验证。我的是精英版