號呆鵝的操盤室

Bootloader可以實作IAP（In-Application Programming）。IAP是軟體運行中升級自己，電腦升級BIOS也算IAP，我們執行程式就能更新BIOS。開發IAP是為了重燒軟體，所以要先問：能否不要折騰IAP MCU已經有內建的燒錄程式 參考 STM AN2606 文件，STM32F103C8開機讓boot0 pin = high就能用內建bootloader開機。這段軟體是STM寫好，直接刻在IC裡面 STM32F103C8T6的Bootloader提供的資源，最重要的資訊是：他用USART1和外界溝通 這份軟體的行為能看 STM AN3155 ，開機過程如下圖，支援的命令我也列出來。表格最重要的內容是Read Memory/ Write Memory/ Erase。也就是說，開發者買個USB to UART的dongle，就可以燒寫MCU了 如果不想自己寫程式燒寫MCU，STM也提供 STM32 Flash Loader ，他就是用上面的bootloader protocol和MCU溝通 為什麼原廠程式不合用 要啟動原廠Bootloader，需要滿足以下兩個條件 Boot0 pin = 1 看得到UART pins 我得打開機殼才能湊滿條件（不開機殼是先決條件），所以原廠的解決方案不能用。所以我得重現原廠所有工作量，達成我的目的。這種東西沒標準，想怎麼搞都可以，開心就好 IAP框架設計 一般我們會把IAP拆解成一系列步驟，每次PC下命令讓MCU做一小步。PC負責串流程（想修改也方便），MCU只做簡單的操作。我的電路是CAN bus對外，IAP得從通訊界面著手，我定義的框架如下： PC透過CAN bus後門把更新軟體寫入Flash PC通知MCU計算checksum PC寫入觸發訊號 PC通知MCU重新開機 MCU開機經過Bootloader，看到觸發信號，把更新軟體覆蓋原軟體，並且清除觸發信號。操作完成後，跳轉回主程式開始執行 我在韌體端，定義以下的操作。記住這東西沒標準，想怎麼做都可以！ IAP_ERASE_PAGE IAP_SET_ADDR IAP_PROGRAM_FLASH IAP_GET_BUF_DEPTH IAP_PROGRAM_FLASH_SEND_WORD IAP_PROGRAM_FLASH_BATCH IAP_CHECK

要解決的問題 升級韌體很麻煩，開機殼短路兩個點上電洗掉程式，最後再用JTAG寫程式 但是裝置接在CAN bus，為什麼不能用CAN更新軟體，省掉上面步驟？ Atollic 這份文件 把bootloader講解得很詳細 Flash規劃 STM32F103C8T6的page size是1KB Page[7:0] bootloader Page[15:8] main program Page[23:16] program to upgrade Page[62] bootloader NVRAM Page[63] main program NVRAM 我的程式不大，直接多放一份program to update也還好，程式運行中把軟體寫入此區域。重新開機，bootloader偵測到更新需求，把program to update覆蓋main memory完成更新後，再正常開機。所以bootloader邏輯很簡單 if bootloader_nvram_update == True copy program_to_upgrade to main_program Jump to main program 修改main program 本來主程式放在Flash開頭，現在被放到8K開始，我們要告訴linker script搬家了 也要告訴軟體，中斷向量表搬家了 主程式的修改就這樣，很簡單吧！ 產生bootloader bootloader也許會精雕細琢壓code size；但是我很懶，stm32cubemx直接產生，畢竟最後我也要讀寫Flash，有現成driver用就是爽 打開main.c，照著Atollic的文件抄，記得加上__disable_irq()才不會噴出hard fault。我也懶得找原因了，推測是跳入主程式時，也許會摸到某些保護跑飛。反正多一行就搞定，別太折磨自己了 實際的PM開銷約3K左右，就可以跳轉入主程式了 燒錄和Debug 現在MCU有兩個子專案，有兩個ELF file，代表要分兩步讓一顆MCU正常使用 我用Segger ozone，先載入bootloader.jdebug，燒寫bootloader到page[7:0]，不碰其他地方 原本專案就有一個stm32.jdebug，燒寫主程式到pa

我自製分析CAN封包工具，想要什麼就刻什麼；源頭是candump紀錄的文字檔，這篇 筆記 紀載我怎麼用這些工具做分析 直接用文字編輯器閱讀 使用Excel分析 使用 Jupyter-Notebook 在網頁工具出來以前，我是敲指令串起一切步驟，每次做都覺得累（然後就很懶得做實驗了）。多年來我一直想學網頁設計，眼下就有個好題目。下圖是我的工作畫面，右邊兩個視窗觀測CAN bus有沒有動靜，左邊是Python Flask寫的網頁前台，填下面的表格就能做實驗：後台會把紀錄檔輸入資料庫進行分析。這裡要聊一下SQLITE3，有資料庫就是爽，一個檔案能存很多東西，不用再土炮的開關檔了。靠這個以後能走得遠，也比較好擴展 Log List有兩個連結，LOG能看原始記錄檔，點下ANALYZE看報告。Universe Histogram用EXCEL手工操作很繁瑣，現在直接看報告，爽爽的 CAN封包可視化分析也是直接產生，不用再手工操作 我得意洋洋的拿著去車上做實驗，然後程式又掛掉了 >_<  原來Linux沒有正常關機，sqlite3資料庫檔案很容易死掉，以後拔電源之前要想一下，資料庫也要備份就是... 修好以後，用著新工具感覺爽多了 寫工具很簡單，但是把工具整合到好用很難... SQLITE沒想像得難 網頁的介面很好用 網頁前台的技能值得投資，以後在公司寫工具，讓人爽爽的用瀏覽器操作才對 把這些設備縮得更小，塞一套樹莓派在車上隨時監看CAN Bus更爽（不過樹莓派有點耗電...）

我小時候一直很好奇，電動程式要怎麼一心多用？同時能吃鍵盤輸入，更新畫面，撥放音樂，這樣起碼三件事同時做。我小時候寫過BASIC，記得用play這個指令可以撥放音樂，撥放完了才能讓程式繼續執行下去 PLAY "..." After play done, execute subsequent commands 長大後我知道，這些API都是blocking call，這行PLAY得撥完才會出來；於是系統要設計緩衝區，先填入資料，再讓硬體慢慢撥放；硬體快要搬光了，打中斷通知程式填下一段音樂。這種概念是前景背景的設計，前景反覆跑（繪圖，吃鍵盤輸入，處理敵人）；背景填音樂。只要他們切換得夠快，人就不覺得有中斷 後來學了另外一個方法叫執行緒（Threading），一個程式可以啟動很多執行緒，讓作業系統分時間喚醒執行緒。只要切割得夠快，人還是覺得他們是同時的。Multi-Threading的程式有個好處，他可能在多核心的電腦同時執行，於是就得用"鎖"處理同步存取的問題，這題不容易，暫且跳過 後來工作接觸到RTOS（Real Time Operating System），他們也是作業系統，只是資源更少，他一樣能在多個工作之間切換。這種切換工作的術語叫CONTEXT SWITCH，原理是切換之前，把程式的狀態保存下來，等一下就能切回來。下圖是個想像的CPU（大概是ARM7），切出去之前把所有暫存器（Register）的數值存下，還有程式跑到哪裡（PC）存下，這樣就能在工作之間切換 上述的一切招數都只為了讓處理器一心多用，或著說 多工 ，最底層都是CONTEXT SWITCH 前景工作，背景（中斷）工作 Linux多執行緒 RTOS多執行緒 原本上述CONTEXT SWITCH都發生在作業系統的層級，一般用戶摸不到；但C語言提供setjmp/ longjmp這對函數，可以儲存和還原CONTEXT，這意味著用戶就可以自己切換CONTEXT，不依賴作業系統，達成多工      拿他來做什麼？ 本來軟體跑在RTOS上，希望移植到電腦執行，加速開發。最大的困難是底層的工作切換由作業系統負責，他們刻成組合語言，不容易移植。稍等... 前面不是說，setjmp/ longjmp提供CON