CC2640R2: 面向Bluetooth Smart应用的低功耗无线MCU

星星科技指导员 2023-04-04 1190

描述

CC2640 R2是一款面向 Bluetooth Smart 应用的低功耗无线 MCU。该芯片运行TI的BLE协议栈，同时具有OAD（Over the Air Download）空中固件升级功能。

CCS是TI提供的强大的MCU/Processor免费软件开发IDE，支持TI全系列的MCU和Processor。IAR是IAR公司提供的商用软件开发IDE。CC2640R2可以选用CCS或者IAR任意一款进行开发。

为了提高OAD的效率，同时为了更合理的代码架构，TI的BLE例程都分为Application和Stack两个工程。但是两个工程和两个固件，往往会造成生产或者OAD的不便，在此我们提供一个小窍门来改善一下这个不便。

首先我们看一下IAR/CCS的编译结果：

IAR和CCS是开发TI的BLE方案的IDE工具。在代码编译完成后，都能生供下载调试用的.out文件，还有.hex文件和.bin文件。

其中.out文件带了调试信息，主要是下载调试用。.hex文件和.bin文件都可以用于生产下载，但是.hex文件又带了地址信息，crc校验等额外信息，所以.out和.hex都会比.bin文件大很多。因此最理想的生产下载文件其实还是.bin文件，同样，对于目前CC2640R2F的OAD功能来说，.bin文件也依然是最佳选择。

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图 1. 编译结果

我们再来看一下CC2640R2带OAD特性的工程：

CC2640R2带OAD特性的工程由三个子工程构成，BIM，application和stack。

BIM其实就是bootloader，app就是application，stack就是协议栈。

这样的好处是升级的时候可以只单独更新application部分，并且能大大提高OAD的速度（因为对大多数客户来说实际只需要更新application部分）。

但是这样做的结果就有了三个独立image文件，这会对最终的生产造成困扰。好在IAR或CCS等IDE工具提供了一些方法，能使我们灵活在.hex文件和.bin文件之间互相转换，合并等等，这就是它们提供的post-build工具：post-build顾名思义就是build之后的动作。

先来看一下IAR/CCS的Post-build工具：

以Application工程为例。

IAR的Post-build工具:

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图 2. IAR Post-build

CCS的Post-build 工具:

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图 3. CCS Post-build

把IAR和CCS的Post-build 内容拿出来，分别是：

IAR的Post-build内容:

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe

$EXE_DIR$sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadoad_image_tool.exe

iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$..configiar_boundary.xcl

$PROJ_DIR$..stackFlashROMExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad"

CCS的Post-build内容：

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/oad_image_tool ccs ${PROJECT_LOC} 1 FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/TOOLS/ccs_compiler_defines.bcfg ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/FlashROM/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack_FlashROM.hex -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad

上面标红的就是CC2640R2的SDK提供的一些脚本工具，可以在这个目录中找到：C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestack。分别是

output_converter.exe和

oad_image_tool.exe。

SDK提供的这几个.exe文件都是Python文件转换过来的，我们也可以把自己用Python转成的.exe文件放这里来执行。

上述脚本工具在Post-build中的应用

output_converter.exe的用法：

output_converter.exe的作用：把.bin文件转换成.hex文件。

用windows的command line可以看到它的参数配置：

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图 4. output_converter.exe的参数配置

oad_image_tool.exe的用法：

oad_image_tool.exe的作用：把特定的1个，或者多个.hex文件合并，新生成一个.hex文件，并转换成加上CRC32校验信息的.bin文件，注意的是，新生成的.hex文件是没有加上CRC32校验信息的，只有新生成的.bin文件带。

它是特别指定了OAD要用的BIM，application，stack三个工程的某种组合，且合并的话，只能合并application和stack工程的image，所以这个工具并不是通用.hex转.bin工具，只能配合OAD用（文章后面会有通用.hex转.bin工具介绍）。

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图 5. oad_image_tool.exe的参数配置

*注意：这里说的都是application工程，编译application工程之前，stack工程必须先编译完成。因为很显然，stack工程的.hex文件是其中的一个参数。

output_converter.exe & oad_image_tool.exe的配合：

IAR的工程配置里面，配置的是编译好默认输出.bin文件，所以需要先用output_converter.exe把.bin文件转换成.hex。

CCS则是直接生成.hex文件，CCS只要调用oad_image_tool.exe转换成带CRC32校验信息的.bin文件就可以了。

所以最后总结，不管是IAR还是CCS，都是通过post-build来转换application和stack工程的编译结果，并产生这两个工程单个合并的.hex和.bin文件（BIM工程并不在合并之列），产生的.bin文件是带OAD需要的CRC32的image校验信息的，而.hex文件是不带这个CRC32校验信息的。

在Post-build中活用脚本工具：

用hex的方法烧录

如果用.hex的方式去烧录，这中间就有两个问题：

第一就是还是得烧录两个.hex文件：BIM的.hex，和application+stack合并的.hex。

第二就是，默认的post-build产生的.hex文件不带CRC32信息，如果直接把最终产生的单个.hex文件和BIM工程的.hex文件烧录至芯片，由于application镜像的起始位置不带有效的CRC32信息，因此BIM会认为这是无效的镜像，最后造成无法跳转到application去执行。

要解决这两个问题，就得在application+stack的.hex起始位置加上有效CRC32校验信息，然后把BIM的.hex文件和application+stack的.hex文件合并，变成真正的单个.hex，这样直接下载就没问题了。

解决方法：

首先，给application+stack的.hex文件头部相应位置加入CRC32信息。

实际上经过oad_image_tool.exe合并的application+stack的.bin文件的头部已经有CRC32校验信息，而且output_converter.exe能把.bin文件转成.hex文件，所以最快的方法自然是用output_converter.exe把已经合并的application+stack的.bin文件再转换成.hex就行了：

$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe -o

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin"

这个产生的.hex就是application+stack，并带CRC32信息。

接下来就是把BIM的.hex和application+stack带CRC32信息的.hex 合并。

由于SDK提供的oad_image_tool.exe是一个特殊的工具，并不能随意合并任意的.hex文件，所以不能用这个工具来合并BIM和application+stack的.hex文件。这里提供一个能合并任意.hex文件的工具：hexmerge.exe，这个也是通过python转换的.exe文件，后面会介绍怎么转换的。

把hexmerge.exe放到对应目录下，比如：C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestackoad

用法：

$TOOLS_BLE_DIR$oadhexmerge.exe -o $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$..bim_offchip

FlashOnly Exesp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex

把上面两条命令加入到post-build中去，下面蓝色部分：

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe $EXE_DIR$sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadoad_image_tool.exe iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$..configiar_boundary.xcl $PROJ_DIR$..stackFlashROMExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad & $TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadhexmerge.exe -o $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$..bim_offchipFlashOnlyExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex $EXE_DIR$sp_oad_offchip_cc2640r2lp_app_FlashROM_oad_merged_crc32.hex"

这样，最终就能产生出一个bim+application+stack三个工程合并后的.hex文件，并且带CRC32校验，一次性下载到芯片后能直接运行。

用bin的方法烧录

如果用.bin的方式烧录，那么CRC32的问题是不存在的，存在的唯一问题就是：

BIM的.bin和application+stack的.bin是两个独立的文件，没法同时烧录，也没法分别烧录，因为.bin文件是不带地址信息的，比较麻烦。

最好的方法当然是把这几个.bin文件合成一个，再进行烧录。但SDK提供的oad_image_tool.exe又不能直接把BIM合并进去产生.bin文件，所以还是需要借助其他工具。

其实根据前面的启发，最快的方法，只要把前面的过程中产生的BIM+application+stack并带CRC32校验的.hex文件直接转换成.bin文件就行了。我们借用hex2bin.exe这个工具，同样，也是python转换过来的.exe。

解决方法：

首先，比如也把hex2bin.exe放到下面目录中：

C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestackoad

用法：

$TOOLS_BLE_DIR$oadhex2bin.exe $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.bin

那么把这条命令加到post-build中去：

所以总结起来，只要把上面的这一整段命令复制，粘帖到IAR的post-build配置中去，我们就能通过IAR的一次编译，自动同时可以得到一个合并了BIM，application，stack的完整的.hex和.bin文件（bim_app_stack_crc32.hex和bim_app_stack_crc32.bin），可以用于烧录。

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图 6. IAR 最终生成的编译结果

在CCS中的灵活用法

前面是基于IAR的配置方式，基于CCS的本质上也是一样，在post-build中，加入：

${TOOLS_BLE_DIR}/output_converter/output_converter -o

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged.bin

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hexmerge -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex ${WORKSPACE_LOC}/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app/FlashOnly/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hex2bin

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.bin

这样，编译完application工程后，就能自动得到合并了BIM+application+stack的.hex和.bin文件（bim_app_stack_crc32.hex和bim_app_stack_crc32.bin）。

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图 7. CCS 最终生成的编译结果

结论：

IDE工具的Post-build往往在实际开发过程中容易被忽略，其实只要灵活应用，还是能帮助我们做很多事情的，比如本文所说针对CC2640R2F的固件的生成，灵活应用Post-build功能就能方便产生我们自己需要的固件，提高工作效率。

审核编辑：郭婷

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