简易 bootloader 设计思路

Question

作为表计产品，限制于使用环境及产品制造特性（如超声波焊），通常在表计生产完成尤其是送到客户手中后，想要再升级固件程序，如果没有bootloader的支持，难度与代价都很大。因此，为现有平台所有系列的MCU添加bootloader程序是个刚性的需求。最近需要实现V9821的在线升级功能，研究了两天初步有了思路，接下来就是实现了，先记录下初步的思路。

实现 bootloader 的前提条件有：

• IAP功能
• 代码区足够大或存在外部flash

对于51单片机，最大支持64Kb的程序代码，其中包括中断向量、启动代码、用户代码、bootloader代码，因此需要合理分配flash空间。对于vango的V98xx系列单片机。

Flash存储器的008000h--01FFFFh的内容根据代码段选择寄存器 CBANK,SFR 0xA0 的配置，以32KB为单位，选择行的映射到程序存储器 0x8000-0xFFFF 区域。其中 common area 为公共代码区，使用时不需要切换 Code Bank，默认代码段为 Bank1。

使用时刻根据实际情况考虑是否使用 bank switch 技术，因为我用于验证的用户代码不大，加上bootloader程序也远达不到64Kb的代码量，因此不分bank。

Flash 存储器空间分配

• 0x0000-0x03FF: 中断向量表
• 0x0400-0x05FF: 512字节的出厂参数，单片机正常工作所必须的参数，不用于用户代码。
• 0x0600-0xD5FF: 用户代码
• 0xD600-0xD7FF: 中断映射代码
• 0xD800-0xD8FF: 启动代码
• 0xD900-0xFFFF: bootloader代码

其中启动代码、bootloader 均位于不可IAP区。0x000-0x03FF为不可IAP区域，硬件不支持

软件设计思路

1. 上电复位：执行startup，跳转到bootloader代码；
2. 在bootloader中首先检查升级指令是否存在^[1]，如果不存在跳转到用户代码，反之执行升级 。
3. 用户代码中也可被升级指令切换至bootloader程序；
4. 等待数据（等待时长可设），超时复位到用户代码；
5. 接收升级数据并校验^[2]。
6. 写入update^[3]。
7. 全部接收完成并校验通过，擦除用户代码，写入升级数据^[4]。

note

1. 可使用xdata区的固定位置的全局变量或者相关IO标志。
2. 使用hex文件格式的校验方式：校验和 = 0x100 - 累加和
3. 如果代码不超过32KB，直接写入update区。如果超过32KB，使用外部存储或者直接擦除用户代码，写入升级数据。
4. 写入的时候以16个字节为一组写入。