前言

最近拿到了一塊APM32F103VC的MINI開(kāi)發(fā)板，在學(xué)習(xí)了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)其有非常豐富的外設(shè)資源，主頻能達(dá)到96Mhz。最近在項(xiàng)目中使用到了IAP(In Application Programming)功能，特來(lái)評(píng)估一下APM32F103的IAP實(shí)現(xiàn)方式。

在應(yīng)用編程IAP(In-Application Programming)是應(yīng)用在Flash程序存儲(chǔ)器的一種編程模式。它可以在應(yīng)用程序正常運(yùn)行的情況下，通過(guò)調(diào)用特定的IAP程序?qū)α硗庖欢纬绦騀lash空間進(jìn)行讀/寫(xiě)操作，甚至可以控制對(duì)某段、某頁(yè)甚至某個(gè)字節(jié)的讀/寫(xiě)操作，這為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和固件的現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)帶來(lái)了更大的靈活性。

話接上回，我們提及到了 程序跳轉(zhuǎn)運(yùn)行就是修改PC指針至我們的APP程序，然后修改我們的中斷向量寄存器以使得我們的APP程序能夠正確相應(yīng)中斷。

那我們本章節(jié)就在IAP實(shí)現(xiàn)的第三部分內(nèi)容，F(xiàn)lash編程的基礎(chǔ)進(jìn)行梳理。

1 為什么要編程Flash？

眾所周知，MCU的Flash保存著我們的程序，一般情況下我們?cè)谏a(chǎn)或者調(diào)試的時(shí)候是通過(guò)我們的燒錄器或者仿真器對(duì)MCU的Flash進(jìn)行編程。在這個(gè)過(guò)程中我們無(wú)需關(guān)系Flash的編程流程，僅需要通過(guò)工具即可完成對(duì)Flash的編程操作。

那為什么做IAP需要關(guān)心Flash編程呢？因?yàn)镮AP的一個(gè)關(guān)鍵因素就能夠通過(guò)BootLoader去編程我們的APP區(qū)域的內(nèi)容。

即我們需要實(shí)現(xiàn)對(duì)MCU的Flash編程操作。

2 Flash的編程流程

在APM32F103的手冊(cè)，我們可以看到Flash編程一共分為解鎖，擦除，編程，上鎖的四個(gè)步驟。下面我們一步步看一下我們需要完成哪些操作。

2.1 Flash解鎖與上鎖

Flash是我們程序保存的地方，需要編程FLash必須是“確定的”，而不是我們“一時(shí)興起”。所以涉及較為繁瑣的“解鎖”步驟，以防我們重要的程序內(nèi)容被改動(dòng)。

APM32F1的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)如下所示：

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Unlocks the FMC Program Erase Controller

*

* @param None

*

* @retval None

*/

void FMC_Unlock(void)

{

FMC->KEY = 0x45670123;

FMC->KEY = 0xCDEF89AB;

}

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Locks the FMC Program Erase Controller.

*

* @param None

*

* @retval None

*/

void FMC_Lock(void)

{

FMC->CTRL2_B.LOCK = BIT_SET;

}

2.2 Flash的擦除

由于APM32F1 的Flash的特性，對(duì)Flash寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址內(nèi)容必須是0xFFFF，打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，我們要在一張紙上畫(huà)一幅精彩的畫(huà)作，那我們的紙張必須要是空白的，這樣子才能不受紙張上的污漬影響我們。

那對(duì)于APM32F1的Flash來(lái)說(shuō)，0xFFFF是“空白”狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)下我們才能盡情的“書(shū)寫(xiě)”內(nèi)容。

那Flash的擦除操作，便是把Flash變回“空白”的操作。

擦除有分“全擦除”和“頁(yè)擦除”，由于我們的BootLoader也是存儲(chǔ)于Flash中的，我們?nèi)羰鞘褂谩叭脸辈僮魑覀兊腂ootLoader程序也會(huì)被擦除掉，使得MCU處于“空片”狀態(tài)。所以我們會(huì)使用“頁(yè)擦除”完成對(duì)APP存儲(chǔ)的區(qū)域進(jìn)行擦除操作。

APM32F1的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)如下所示：

/*!

* @brief Erases a specified FMC page.

*

* @param pageAddr: The page address to be erased.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] FMC_STATUS_BUSY

* [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ErasePage(uint32_t pageAddr)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PAGEERA = BIT_SET;

FMC->ADDR = pageAddr;

FMC->CTRL2_B.STA = BIT_SET;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PAGEERA = BIT_RESET;

}

return status;

}

/*!

* @brief Erases all FMC pages.

*

* @param None

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_EraseAllPage(void)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.MASSERA = BIT_SET;

FMC->CTRL2_B.STA = BIT_SET;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.MASSERA = BIT_RESET;

}

return status;

}

2.3 Flash的編程

在上面我們完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的擦除操作后，便可以對(duì)Flash進(jìn)行編程操作了。

在APM32F1的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)中給我們提供了字編程與半字編程操作。

/*!

* @brief Programs a word at a specified address.

*

* @param address:the address to be programmed.

*

* @param data: the data to be programmed.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ProgramWord(uint32_t address, uint32_t data)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

__IOM uint32_t temp = 0;

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(1);

#endif

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_SET;

*(__IOM uint16_t *)address = data;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

temp = address + 2;

*(__IOM uint16_t*) temp = data >> 16;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

else

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

}

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(0);

#endif

return status;

}

/*!

* @brief Programs a half word at a specified address.

*

* @param address:the address to be programmed.

*

* @param data: the data to be programmed.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ProgramHalfWord(uint32_t address, uint16_t data)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(1);

#endif

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_SET;

*(__IOM uint16_t *)address = data;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(0);

#endif

return status;

}

3 Flash的讀取

完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的Flash的編程后，我們一般情況下都需要進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)我們寫(xiě)入到Flash的實(shí)際內(nèi)容與我們的期望內(nèi)容是否一致。

我們可以使用直接讀取比較，或者CRC校驗(yàn)的方式進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)的方法多種多樣，但是都離不開(kāi)Flash的讀取。APM32F1的Flash讀取較為簡(jiǎn)單，可以直接使用地址指針直接讀取相應(yīng)地址的內(nèi)容。

data = *(__IOM uint16_t *)address;

data = *(__IOM uint32_t *)address;

審核編輯 ：李倩