如何通过雅特力AT32WB415的蓝牙模块来进行OTA升级

 

概述

OTA（Over-The-Air Technology）即空中下载技术，利用OTA技术可以在不接触（接线）的情况下对芯片程序进行升级。AT32WB415的OTA是通过蓝牙的方式实现的，利用芯片中的蓝牙模块（BLE）接收上位机发送的升级命令和程序代码。OTA分为两个部分，用户可以选择OTA升级BLE模块APP，也可以选择OTA升级MCU端。对于MCU端的升级参考了IAP功能的实现，需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序不执行正常的功能操作，而只是通过串口接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目代码才是真正的功能代码。

 

AT32WB415 OTA程序设计

地址分布

表1. 地址分布

注：mcu bootloader区域最后一个扇区，用于存放防止升级过程掉电的flag，用户编译修改bootloader时，要保证不覆盖flag的地址。
 

上位机软件设计

为了方便用户开发，本应用指南提供了可用于AT32WB415升级的上位机OTA软件，其主要包括扫描、连接蓝牙设备，获取设备信息，打开并下载OTA文件等。软件流程如下：1) 扫描并连接设备2) 调用FFC0服务中的FFC1特征，发送0x00，等待BLE端回复设备信息数据，共10 bytes，包括2 bytes app版本号，2 bytes app长度，4 bytes uid，2 bytes rom版本号；3) 选择下载的bin文件，再次调用FFC1特征，发送bin文件头部信息，共16 bytes，等待BLE端接收该信息，并返回2 bytes数据，返回值为0x0000；4) 调用FFC2特征，开始发送bin文件，每次发送18 bytes，包括2 bytes block number和16 byts bin文件数据，当block number等于bin文件头部信息中的bit[6:7]/4时，传输完成5) 调用FFC1特征发送0x5AA5，请求BLE返回OTA结果，如果返回0，则持续发送0x5AA5，如果返回非0值，则发送0xA55A提示BLE进行复位。BLE端返回值含义：— 0x0000：正在进行OTA— 0xFFF0：成功— 0xFFF1：错误— 0xFFF2：超时— 其他值：返回值错误程序执行整体流程框图如下：图1. 上位机程序执行流程

BEE模块软件设计

对于BLE模块部分的软件设计，boot&stack code部分无需修改，软件设计都在app code。主要包含了以下内容：1) 接收上位机蓝牙数据2) 对蓝牙接收到的bin文件进行分析，在bin档头部包含了app版本、rom版本、uid等内容3) 判断app版本号，app_version>0x8000，则用于MCU app升级，否则用于BLE模块app升级4) MCU app升级时，先发送0xa55a5aa5到MCU，提示其复位芯片，进入bootloader程序，然后通过串口将接收到的蓝牙数据发送给MCU5) BLE模块app升级时，直接将接收到的数据写入flash中OTA数据存放区域6) 等待发送完成，复位BLE模块程序执行整体流程框图如下：图2. BLE程序执行流程

MCU软件设计

MCU软件设计分为Bootloader和App两部分，应用在App中执行，升级过程在bootloader中执行。Bootloader功能包含：1) 读取flash中的标志判断是否需要更新app2) 如果无需更新则直接跳转app执行，需要更新则继续执行下面的操作3) 接收BLE模块发送的串口数据，将数据保存至mcu ota code区域4) 数据接收完成后将OTA数据搬运至mcu app code区域并跳转至app执行App功能包含：1) 清除flash中的OTA更新标志2) 运行app功能代码（IO翻转）3) 串口持续监测是否收到OTA升级命令（0xa55a5aa5）程序执行整体流程框图如下：图3. MCU程序执行流程

一、 bootloader project设置

1) Keil设置图4. bootloader project中address 4在Keil设置2) bootloader源程序修改Iap.h文件中图5. bootloader project中address 5在程序中设置

二、app project设置

IAP demo提供了2个app程序供测试用，皆以address 5（0x800 4000）为起始地址。app1 LED3闪烁，app2 LED4闪烁。以app2为例，设计步骤如下：1) Keil工程设置图6. app project中address 5在Keil设置2) app1源程序设置图7. app project向量表偏移在程序中设置3) 编辑generate_app.bat批处理文件文件中的“-v 0x8002”为app程序版本号，可配置为0x8000-0Xffff范围内的任意值。4) 编译生成bin文件通过User选项卡，设置编译后调用fromelf.exe，根据axf文件生成bin文件，然后设置调用encrypt_app.bat批处理文件，生成OTA升级所需的bin文件。

通过以上3个步骤，我们就可以得到一个APP程序，将bin文件添加到OTA上位机软件即可实现app程序的更新。

如果在设计app code过程中需要对app project进行单独调试，请按照以下操作a) 先下载bootloader工程b) 再调试app工程PS. “通过PC上位机OTA升级”及”通过Android APP OTA升级”案例可点击文末”阅读原文”查看AN0144关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。