AS32A601型MCU芯片如何进行IAP升级？

一、什么是IAP？

IAP（In Application Programming，在应用编程）是一种技术，旨在实现用户应用程序的动态更新，而无需使用专门的编程工具或硬件。IAP升级对于物联网设备、嵌入式系统等非常重要，因为它允许在产品部署后进行功能更新或修复错误。

二、怎么使用IAP升级？

在单片机上电时，系统首先进入引导加载程序（BootLoader）。BootLoader会检测是否需要进行IAP升级。如果条件未被触发，BootLoader将直接跳转到APP应用程序执行。如果条件被触发，BootLoader将执行以下步骤：

1.备份APP应用程序：BootLoader会将旧版本的APP应用程序复制至备份区域，以便在需要时进行还原操作。

2.擦除APP程序区域：随后，BootLoader将清除当前APP程序存储区域，确保该区域完全为空。

3.重新写入APP应用程序：BootLoader将通过外部接口（如串口）接收新版本的APP应用程序数据，并将其完整写入已擦除的APP程序存储区域。

4.更新IAP升级信息：等待成功写入APP应用程序之后，更新IAP升级信息结构体，并将其保存到Flash中，防止丢失。

2.1 分区

我们写的代码最终都会被编译成二进制文件并保存在Flash中，那么我们就需要进一步对内部Falsh划分为几个区域：BootLoader区、APP应用程序区、数据区、备份区。

1.BootLoader区：存放BootLoader程序，负责启动过程和固件更新。

2.APP应用程序区：存放应用程序，即实际的功能代码。

3.数据区：用于存储IAP升级关键信息和安全相关数据

4.备份区：用于保存旧版本的应用程序或作为失败更新的回退选项。

2.2 地址分配

AS32A601片内Flash共包含两个存储器，分别为程序存储器（PFlash）和数据存储器（DFlash）。其中PFlash共2M的Flash大小，我们主要对PFlash进行分区。将它分成四个区，BootLoader区、APP区、数据区、备份区，具体划分如下表:

2.3 APP生成bin文件和上位机

Bootloader的IAR工程文件不用修改。只需要在APP应用程序的IAR工程文件中的Options中修改.icf文件，修改APP区的起始地址为0x0108_0000，控制APP应用程序在 Flash 中的存储布局。

同时，在APP应用程序的IAR工程文件中的Options中勾选生成bin文件：

使用SecureCRT作为上位机，配置串口波特率为115200，Ymodem协议选择1024bytes，选择发送bin文件：

三、BootLoader主要代码

在BootLoader程序中，如果检查到需要IAP升级，使用Ymodem协议接收发送过来的APP应用程序的bin文件。对旧版本的APP应用程序进行备份，将新版本的APP应用程序写入到APP区，最后执行跳转程序到APP区。

3.1地址宏定义

3.2 写入到APP区

使用Ymodem协议接收SecureCRT发送过来的bin文件。接收成功之后，擦除Flash的APP区，将接收到的bin文件数据重新写入到APP区的Flash中。

3.3 跳转到指定地址

我们先简单介绍AS32芯片的启动流程：从 ’_start’ 符号对应的入口开始执行，核心步骤依次为：初始化全局指针 ’gp’、配置栈指针 ’sp’、将data段从ROM拷贝到RAM、清空 ’bss’ 段，以及完成中断相关的基础初始化。所有我们只需要跳转到 ‘_start’ 的地址即可。

新的应用程序被完整写入Flash的指定区域后，Bootloader 将执行最后的跳转操作，启动位于该区域入口地址的新程序，传入的参数为 ‘_start’ 的地址，即APP区的首地址0x0108_0000。最后，跳转之前要关闭全局中断，防止程序跑飞。

跳转之后要在APP应用程序里面开启全局中断，使得能正常接收中断。

3.4 增加相关安全性

升级之前，把旧版本的APP应用程序复制到备份区，方便进行还原操作：

定义相关的IAP升级信息结构体，用于保存跳转状态和升级状态，同时记录接收到的bin文件名称和文件大小：

每次IAP升级跳转之前，需要先从Flash中读取信息结构体，然后进行更新（记录接收到的bin文件名称和文件大小），最后重新写入到Flash中：

三、实验结果

得到APP程序的.bin文件之后，将BootLoader程序下载进单片机，打开SecureCRT，选择波特率，发送Ymodem文件，选择.bin文件，传输文件，此时IAP升级成功，如下图操作：