1 前言

DFU用來做IAP是很方便的，可以直接通過USB來對(duì)APP進(jìn)行升級(jí)，因此，掌握DFU的制作還是挺有好處，特別是使用CubeMx工具可以快速制作，本文將基于STM3240G-EVL評(píng)估板來一步一步實(shí)現(xiàn)一個(gè)DFU的IAP工程。

2 制作CubeMx工程

新建一個(gè)STM32F407IGHx工程:Pinout:

Peripherals:RCC->High Speed Clock(HSE):Crystal/Ceramic ResonatorSYS->Debug:Serial WireUSB_OTG_FS->Mode:Device_Only

MiddleWaresUSB_DEVICE->Class For FS IP:Download Firmware Update Class(DFU)

再配置PG15腳為GPIO_Input模式。

Clock Configuration：

圖1 時(shí)鐘樹設(shè)置

如上圖，STM3240G-EVAL評(píng)估板使用的是25M HSE。Configuration:NVIC中將USB中斷優(yōu)先級(jí)調(diào)為5,PG15的標(biāo)簽設(shè)置為USER_BTN，此外還需要設(shè)置中間件USB DFU參數(shù)，如下圖：

圖2 USB DFU參數(shù)設(shè)置

如上圖，紅色框內(nèi)為需要修改的代碼，0x0800C000為需要為用戶程序APP燒錄的起始地址，字符串“@Internal Flash /0x08000000/03016Ka,01016Kg,01064Kg,07128Kg”實(shí)際為USB DFU類的interface字符串描述符，在USB DFU標(biāo)準(zhǔn)文件中有提到可選接口可以使用一個(gè)對(duì)應(yīng)的接口字符串來表示此可選接口對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備的存儲(chǔ)塊信息，但如何具體規(guī)定的，DFU標(biāo)準(zhǔn)(DFU_1.1)并沒有要求，是開放的，如下：

圖3 DFU標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接口字符串定義的描述

由此可見，接口字符串定義是可以自由定義的，那么在這里，由于使用到ST工具軟件DfuSe Demo(v3.0.5),那么這個(gè)工具與USB DFU設(shè)備就有一個(gè)自定義的接口字符串定義，用來表示當(dāng)前MCU內(nèi)部的FLASH組織結(jié)構(gòu)。

接下來我們來看看MCU內(nèi)部FLASH的組織，由于這里的MCU是STM32F407IGHx，找到其參考文檔，并查看其內(nèi)部FLASH組織結(jié)構(gòu)：

圖4 STM32F407內(nèi)部FLASH的組織結(jié)構(gòu)

如上圖，STM32F407內(nèi)部FLASH包含4個(gè)16K扇區(qū)+1個(gè)64K扇區(qū)+7個(gè)128K扇區(qū)，并且起始地址為0x0800 0000,所以它對(duì)應(yīng)的接口字符串表示為: “@Internal Flash /0x08000000/03016Ka,01016Kg,01064Kg,07128Kg”, Internal Flash為在工具軟件顯示的名稱，0x08000000為起始地址，03016Ka表示3個(gè)16K大小只讀的扇區(qū)，01064Kg表示1個(gè)64K大小的可讀寫扇區(qū)，07*128Kg表示7個(gè)128K大小的可讀寫扇區(qū)，后綴a表示只讀，后綴g表示可讀寫。這個(gè)就是工具軟件DfuSe Demo(v3.0.5)與DFU設(shè)備之間的約定。如下：

圖5 DfuSeDemo軟件中所顯示的內(nèi)部FLASH的可讀寫屬性

知道了這些信息后，我們?cè)倩剡^頭來看APP的起始地址0x0800C000，那么APP的起始地址該如何得來的？有什么要求？與這個(gè)接口字符串之間是否有關(guān)系？

到目前為止，我們可以確定地是，APP_DEFAULT_ADD的地址必須是位于接口字符串表示的可讀寫的地址范圍內(nèi)，也就是第4個(gè)扇區(qū)起(前3個(gè)扇區(qū)都是只讀的)，不然是燒錄不進(jìn)去的。其他問題我們先暫且放一放，后續(xù)我們回過頭來會(huì)回答這個(gè)問題。

Project Setting :堆設(shè)置為0x500,棧大小設(shè)置為0x2000。

圖6 堆棧設(shè)置

另外，在高級(jí)設(shè)置中，設(shè)置先不調(diào)用對(duì)USB DFU的初始化：

圖7 高級(jí)設(shè)置

最后生成代碼。

3 代碼完善

對(duì)生成后的代碼是可以直接編譯通過的，我們這里使用的是IAR，當(dāng)然你也可以使用MDK，由于不同編譯器編譯的最終文件大小有所差異，而APP的偏移地址在一定程度上也是有考慮到這個(gè)DFU本身代碼大小的，接下來我們都將以IAR為例。

打開usbd_duf_if.c文件，這個(gè)文件就是USB DFU CLASS與本地對(duì)接的接口實(shí)現(xiàn)文件，我們需要對(duì)這個(gè)源文件內(nèi)沒有接口填充其具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容，當(dāng)然，我們主要的目的是想借助DFU這個(gè)IAP來實(shí)現(xiàn)對(duì)APP的升級(jí)和跳轉(zhuǎn)，而這些接口就是實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH讀寫的操作。

uint16_tMEM_If_Init_FS(void)
{
/*USERCODEBEGIN0*/
HAL_FLASH_Unlock();
return(USBD_OK);
/*USERCODEEND0*/
}

如上，初始化實(shí)現(xiàn)對(duì)FALSH的解鎖。

uint16_tMEM_If_DeInit_FS(void)
{
/*USERCODEBEGIN1*/
HAL_FLASH_Lock();
return(USBD_OK);
/*USERCODEEND1*/
}

對(duì)應(yīng)地，反初始化時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)FALSH的上鎖。

uint16_tMEM_If_Erase_FS(uint32_tAdd)
{
/*USERCODEBEGIN2*/
uint32_tstartsector=0;
uint32_tsectornb=0;
/*VariablecontainsFlashoperationstatus*/
HAL_StatusTypeDefstatus;
FLASH_EraseInitTypeDeferaseinitstruct;

/*Getthenumberofsector*/
startsector=GetSector(Add);

eraseinitstruct.TypeErase=FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
eraseinitstruct.VoltageRange=FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;
eraseinitstruct.Sector=startsector;
eraseinitstruct.NbSectors=1;
status=HAL_FLASHEx_Erase(&eraseinitstruct,§ornb);

if(status!=HAL_OK)
{
return1;
}
return0;
/*USERCODEEND2*/
}

如上，實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH擦除操作。對(duì)應(yīng)的GetSector函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

staticuint32_tGetSector(uint32_tAddress)
{
uint32_tsector=0;

if((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_0))
{
sector=FLASH_SECTOR_0;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_1))
{
sector=FLASH_SECTOR_1;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_2))
{
sector=FLASH_SECTOR_2;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_3))
{
sector=FLASH_SECTOR_3;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_4))
{
sector=FLASH_SECTOR_4;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_5))
{
sector=FLASH_SECTOR_5;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_6))
{
sector=FLASH_SECTOR_6;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_7))
{
sector=FLASH_SECTOR_7;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_8))
{
sector=FLASH_SECTOR_8;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_9))
{
sector=FLASH_SECTOR_9;
}
elseif((Address=ADDR_FLASH_SECTOR_10))
{
sector=FLASH_SECTOR_10;
}
else
{
sector=FLASH_SECTOR_11;
}
returnsector;
}

寫操作：

uint16_tMEM_If_Write_FS(uint8_t*src,uint8_t*dest,uint32_tLen)
{
/*USERCODEBEGIN3*/
uint32_ti=0;

for(i=0;i

	

	如上，實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH的寫操作。

	
uint8_t*MEM_If_Read_FS(uint8_t*src,uint8_t*dest,uint32_tLen)
{
/*ReturnavalidaddresstoavoidHardFault*/
/*USERCODEBEGIN4*/
uint32_ti=0;
uint8_t*psrc=src;

for(i=0;i

	

	讀FLASH接口實(shí)現(xiàn)。

	
uint16_tMEM_If_GetStatus_FS(uint32_tAdd,uint8_tCmd,uint8_t*buffer)
{
/*USERCODEBEGIN5*/
switch(Cmd)
{
caseDFU_MEDIA_PROGRAM:
buffer[1]=(uint8_t)FLASH_PROGRAM_TIME;
buffer[2]=(uint8_t)(FLASH_PROGRAM_TIME<

	

	獲取狀態(tài)接口實(shí)現(xiàn)。

	接下來實(shí)現(xiàn)從DFU跳轉(zhuǎn)到APP的功能，在main函數(shù)中 :

	
/*USERCODEBEGIN2*/
if(HAL_GPIO_ReadPin(USER_BTN_GPIO_Port,USER_BTN_Pin)==GPIO_PIN_SET)
{
/*Testifusercodeisprogrammedstartingfromaddress0x0800C000*/
if(((*(__IOuint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD)&0x2FFE0000)==0x20000000)
{
/*Jumptouserapplication*/
JumpAddress=*(__IOuint32_t*)(USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD+4);
JumpToApplication=(pFunction)JumpAddress;

/*Initializeuserapplication'sStackPointer*/
__set_MSP(*(__IOuint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD);
JumpToApplication();
}
}
MX_USB_DEVICE_Init();
/*USERCODEEND2*/


	

	這樣代碼就大體修改完了，再次編譯下，生成最終可執(zhí)行文件。我們得到IAR如下編譯信息：

	
18170bytesofreadonlycodememory
290bytesofreadonlydatamemory
12517bytesofreadwritedatamemory


	

	那么DFU這個(gè)IAP本身所占ROM大小為(18170+290 )/1024 =18.02K,從圖4中我們可以得知，它需要占用兩個(gè)扇區(qū)(扇區(qū)0和1都是16K大小)，那么APP至少應(yīng)該是從扇區(qū)2開始。

	此時(shí)，我們回過頭去看之前提到的APP偏移地址的問題，此處結(jié)合之前說到的APP必須是第4個(gè)扇區(qū)起，那么最終APP的地址應(yīng)該設(shè)置在第4個(gè)扇區(qū)的起始位置，也就是扇區(qū)3的位置，從圖4可知，扇區(qū)3的起始位置為0x0800C000，這樣我們回到CubeMx中將其設(shè)置，這也就是為什么APP地址設(shè)置為0x0800C000的原因。

	重新編譯并燒錄進(jìn)MCU，接下來連接USB到PC，接可是識(shí)別這個(gè)DFU設(shè)備，并通過DfuSeDemo這個(gè)軟件升級(jí)APP了。

	4 制作APP工程需要注意事項(xiàng)

	不同編譯器設(shè)置方式略有不同，在IAR中：首先將system_stm32f4xx.c文件中找到VECT_TAB_OFFSET宏定義 :

	
#defineVECT_TAB_OFFSET0xC000
1


	

	即將中斷向量表的偏移位置相應(yīng)偏移0xC000.接下來修改連接選項(xiàng) :

	

	圖8 IAR鏈接設(shè)置

	MDK中：?首先也是修改system_stm32f4xx.c文件中的VECT_TAB_OFFSET宏定義.接著 :

	

	圖9 Target設(shè)置

	相應(yīng)設(shè)置好了接可以了。

	5 測試

	最后就是通過ST的軟件Dfu File Manager這個(gè)軟件將APP的HEX文件或BIN文件轉(zhuǎn)化成dfu文件，然后通過DfuSeDemo這個(gè)軟件導(dǎo)入dfu文件，最終燒錄APP到0x0800C000這個(gè)地址了，最終驗(yàn)證是可以運(yùn)行的。

	6 總結(jié)

	APP的起始地址應(yīng)該設(shè)置為扇區(qū)的起始地址，且即使沒有重疊，也不能放在IAP的所在扇區(qū)。

	APP的起始地址必須在USB DFU CLASS接口字符串所描述的可讀寫扇區(qū)范圍內(nèi)。

	審核編輯：湯梓紅