[嵌入式]2021-08-30

Bin文件的分层设计
前言
最近正在做一个使用STM32芯片开发一款门锁的项目，大致需求为锁有人脸、NFC、指纹、密码和蓝牙、4G通讯。
1 需要通过蓝牙发送升级包来进行升级门锁的功能
2 通过4G通讯远程视频对讲
3 有人靠近后通过PIR启动人脸识别
4 门锁锁芯为全自动上/解锁功能
5 电源为锂电池4.2V供电
项目计划选用STM32L151VDTX芯片，该芯片具有384kb Flash和48kb RAM，计划将Flash分区如下

                                              Flash分区

Flash分区:
[Boot-20K] + [App-150K] + [AppBak-150K] + [Account-50K] + [Info-2K] + [Reserved-10K] + [Updata-2K]

门锁分区:
[Account-25K] + [Key-25K] + [Info-2K]

在使用中发现蓝牙传输时(AES128加密)只能一次传输100多字节的包（96字节的负载包）再大发现手机app接收到的包将会分包收到导致部分包无法解密出来，所以在使用蓝牙升级门锁的app固件时将会有最大150Kb 的包大小需要传输，测试发现升级一次需要总时间为8分钟左右。如果有一种方式将门锁的app固件与常用的驱动等分离开来，后续升级将会快很多，所以有必要开发出一种固件分层并有boot、app、drive的工程。

设计思路：新建一个boot工程，一个app工程，一个没有main函数的drive工程供app调用，甚至boot也可以调用。

一、bootloader工程

boot工程负责在MCU复位后判断是否需要切换启动分区（升级app）或者更新drive固件。在设计boot工程时考虑到工程不应该与具体的芯片品台有关联，所以工程的启动文件需要修改成不调用SystemInit这个函数
; Reset handler routine
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT __main
;IMPORT SystemInit
;LDR R0, =SystemInit
;BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP

工程项目如上图所示

Lib.c文件中通过函数指针将drive工程中的函数映射到本工程，LibLoad（）函数在main中调用后即可使用函数指针直接调用，代码如下：
main.c文件如下：

int main(void)
{
LibLoad();
RW_And_ZI_Init();
BspInit();

    printf("Bootloader\r\n");
    if(IsApplicationTrue())//判断是否有App
    {
            printf(">Go App Success!\r\n");               
            AppMain();
    }
    else
    {
            printf("App addr Error\r\n");
    }
    while(1);

}

Lib.c文件如下：

#include “Lib.h”

pFunction RW_And_ZI_Init;
pFunction Num_Inc;
pFunction Num_Dec;
pFunction Get_Num;
pFunction Get_Num1;
pFunction Get_Num_Addr;
pFunction Swap_Num;
pFunction My_Men_Copy;
pFunction BspInit;
SysTick SysTickInit;
pFunctionParam LogSendByte;
pFunction AppMain;
pFunctionReturn IsApplicationTrue;

void LibLoad(void)
{
RW_And_ZI_Init = (pFunction)(uint32_t)(0x0802A800+40);
Num_Inc = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+41);
Num_Dec = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+42);
Get_Num = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+43);
Get_Num1 = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+44);
Get_Num_Addr = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+45);
Swap_Num = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+46);
My_Men_Copy = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+47);
BspInit = (pFunction)(uint32_t*)(0x0802A800+48);
LogSendByte = (pFunctionParam)(uint32_t*)(0x0802A800+49);
AppMain = (pFunction) (uint32_t)(0x0802A800+410);
IsApplicationTrue = (pFunctionReturn) (uint32_t)(0x0802A800+411);
SysTickInit = (SysTick)(uint32_t*)(0x0802A800+4*12);
}

Lib.h文件如下：

#include “stdio.h”
#include “string.h”
#include “stdarg.h”
#include “stdlib.h”
#include “stdint.h”
#include “string.h”

typedef int (*pFunction)(void);
typedef void (*SysTick)(uint32_t frequency,void *);
typedef void(*pFunctionParam)(char ch);
typedef uint8_t (*pFunctionReturn)(void);

extern pFunction RW_And_ZI_Init;
extern pFunction Num_Inc;
extern pFunction Num_Dec;
extern pFunction Get_Num;
extern pFunction Get_Num1;
extern pFunction Get_Num_Addr;
extern pFunction Swap_Num;
extern pFunction My_Men_Copy;
extern pFunction BspInit;
extern SysTick SysTickInit;
extern pFunctionParam LogSendByte;
extern pFunction AppMain;
extern pFunctionReturn IsApplicationTrue;

void LibLoad(void);