OTA远程升级实现记录

STM32程序更新实现

MCU程序更新逻辑是：

1. STM32的flash地址从0x0x0800 0000开始，将flash中分出三个分区，分别作为BootLoader、APP1、APP2，每个区都可能存储着各自的代码程序
2. MCU上电、复位后从 0x0800 0000 进入BootLoader程序，检测某个自定义的标志位（存储在掉电不丢失设备中），判断是否有程序需要更新
3. 如果需要更新，则擦除APP1中的程序，将APP2分区中的程序写入到APP1后，擦除APP2、清除升级标志位并复位MCU
4. 如果不需要更新，则跳转到APP1，执行APP1中的程序

烧录可以设置烧录的目标Flash位置，如果我分区设置是：

• BootLoader（0x0800 0000 ~ 0x0x0800 3FFF）
• APP1（0x0800 4000 ~ 0x0x0800 FFFF）

则若要代码直接烧录到APP1分区，则需要做如图设置：

这样直接烧录的话，需要BootLoader程序才能跳转到此，并且想要正常执行该程序的话，还需要在该分区程序中的main函数开头进行中断向量表位置的修改：

SCB->VTOR = FLASH_BASE | 0x00004000UL; //! 更改中断向量表地址

不同分区有了不同程序后，就需要实现从一个分区的程序跳转到另一个分区程序，其关键点在于堆栈寄存器（MSP）和程序计数寄存器（PC），基本逻辑是：

1. 复位BootLoader程序中使用到的外设
2. 修改堆栈寄存器，使其指向目标分区的堆栈起始位置
3. 修改程序计数寄存器PC，使其指向目标分区的复位向量

// 修改MSP寄存器
__asm void MSR_MSP(uint32_t addr){MSR MSP, r0	// 将传入的地址存储到堆栈寄存器BX  r14
}typedef void (*pc_adjust)(void);// 跳转APP1区
void bootloader_executeapp(void){pc_adjust pc;// 检查栈顶地址正确性if(( (*(uint32_t *) APP1_ADDR) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000){MSR_MSP(*(uint32_t *) APP1_ADDR);pc = (pc_adjust)(*(uint32_t*)(APP1_ADDR+4));pc();	// 调用函数，会使得PC寄存器存储该函数入口地址}
}

在APP1分区烧录程序后，该分区首地址的第一个条目（4个字节）存储的是该程序的堆栈指针，第二个条目存储的是复位向量，因而以上代码使用到*(uint32_t *) APP1_ADDR和*(uint32_t*)(APP1_ADDR+4)

能够在BootLoader程序中进行跳转，也能在不同分区存储程序后，通过手动在APP2中烧录新的程序并设置更新标志位，即可基本实现一个程序更新的例子。此后的IAP/OTA无非就是关于”如何将新的程序写到APP2“的问题。

STM32串口IAP实现

IAP指 In-Application Programming ，而串口IAP是借助上位机工具和modem协议，将.bin文件通过串口传输给MCU，MCU再进行程序更新。具体效果有个OTA升级的博客里的动图很直观：notes: 我的笔记, 简单的进行了归纳 - Gitee.com

我自己使用的是Ymodem协议，具体参考了以下博客，里面也介绍了Ymodem：Xmodem 协议介绍及应用（基于 ESP-IDF） - 知乎。

在该博客中关于Ymodem的地方有个需要注意的地方：

STM32+ESP-01S通过OneNET的远程OTA升级实现

OTA远程升级的实现需要借助云平台和相关网络通信模块，此处使用OneNET作为平台、ESP-01S作为模块（存粹因为手头有+4G模块太贵）。由于使用OneNET进行OTA升级需要使用HTTP协议，所以和MQTT没啥关系，对ESP8266相关模块而言，使用基本AT指令和TCP/IP相关AT指令即可实现通信。AT 命令集 — ESP-AT 用户指南 文档

1. AT+RST 复位
2. AT+CWMODE 设置为客户端模式
3. AT+CWDHCP 启用 SoftAP 的 DHCP
4. AT+CWJAP 连接2.4G网络（一般使用手机热点）
5. AT+CIPSTART 可进行HTTP协议的连接
6. AT+CIPSEND 可进行HTTP协议的发送

使用OneNET就首先需要在OneNET创建产品和升级包，具体方式参考了9-新版OneNet平台 使用网络调试助手软件 构建测试OTA升级整个流程报文数据_哔哩哔哩_bilibili。接着需要MCU通过ESP01S连接云平台、向发送、获取内容。具体需要发送的消息内容、格式是什么可直接参考OneNET平台官方文档（OneNET文档中心），下面介绍一些基本的需要发送的内容包括：

1. 上传当前版本号
2. 查询云平台的OTA任务
3. 分片下载程序包

需要注意的是官方文档中的存在错误：

官方文档直接给出HTTP格式的内容，而在程序中传送的有关HTTP内容的字符串和其中还有一些不一样（没有学过HTTP，因而只是照猫画虎……）

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参考内容：

• notes: 我的笔记, 简单的进行了归纳 - Gitee.com

• OneNET文档中心

• AT 命令集 — ESP-AT 用户指南 文档

• Xmodem 协议介绍及应用（基于 ESP-IDF） - 知乎

• 9-新版OneNet平台 使用网络调试助手软件 构建测试OTA升级整个流程报文数据_哔哩哔哩_bilibili