【技术】 EFM8系列MCU BootLoader之HEX2BOOT工具解析

时间： 2018-02-06 来源：世强作者：东方的风

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EFM8系列MCU是SILICON LABS公司在C8051Fxxx系列基础上推出的高性能低价格8位单片机。在工业、医疗、智能家居、传感器、通讯等行业已经得到广泛运用。MCU在产品的应用过程中，往往需要具有在线升级的功能。针对这一需求，Silicon Labs公司提供全套的解决方案。

在这个方案中，需要用到Hex2boot.exe工具（./ AN945SW/Tools/Windows目录下）。这个工具实现什么功能？如何使用？是否可以不使用这个工具？很多工程师使用的时候几乎都有这些疑问。

我们一般通过Simplicity Studio开发环境或者keil C51编译软件编译的代码输出为HEX格式文件。Silicon Labs公司提供的bootloader引导程序并不具备HEX格式文件的解析功能。所以，我们需要通过Hex2boot工具将HEX文件转换为bootloader引导程序可识别的文件：efm8文件。

Hex2boot工具是一个DOS程序，需要在DOS下通过命令实现格式转换。创建一个EFM8文件可以使用如下命令：

hex2boot.exe input_file.hex -o Filename.efm8

// input_file.hex为需要转换的hex文件，Filename.efm8为bootloader烧写文件

注意：hex2boot的更多参数和运用说明可以查看文档AN945的第5.1节

EFM8是Silicon Labs公司自定义的一种文件格式。了解efm8文件格式，有利于进行bootloader升级时，正确进行数据传输。

下述通过比较同一个hex文件转换成的bin文件和efm8文件来分析efm8文件内容。

图1：bin文件和efm8文件比较

从图1可以看出，efm8文件是在bin文件的基础上，将第一个字符02修改为FF，然后增加了部分数据。增加的数据其实为bootloader烧写指令。指令格式如图2：

图2：bootloader指令格式

参照指令格式，可以从图1中提取以下指令：

指令1：0x24 0x04 0x31 0xA5 0xF1 0x00

//0x24 指令头；0x04 数据长度；0x31 Setup指令；0xA5 0xF1关键字；0x00 bank参数（该指令是在烧写之前，通知bootloader选择Flash Bank，除了EFM8SB2之外，其他MCU均采用此指令格式，不可省略此指令）。

指令2：0x24 0x55 0x32 0x00 0x00

//0x32 擦除指令；0x00 0x00起始地址（两字节），后面为烧写数据（bin文件内容）。

//如果指令后带有数据，则擦除Flash后直接将数据烧入Flash。

指令3：0x24 0x07 0x34 0x00 0x00 0x00 0x51 0xD3 0x92

//0x34 校验指令；0x00 0x00起始地址；0x00 0x51结束地址；0xD3 0x92 CRC16-CCITT校验值。

指令4：0x24 0x04 0x33 0x00 0x00 0x02

//将Flash地址0x00数据修改为0x02。

指令5：0x24 0x03 0x36 0x00 0x00

//启动APP程序

注意：bootloader具有0x32（擦除指令）和0x33（烧写指令）。这两条指令运用非常相近。0x32指令可以擦除后直接将数据写入Flash。0x33指令将数据写入Flash，写入前自动擦除Flash，不需要再使用0x32指令进行擦除。区别在于0x32指令可以只擦除，不写入数据。由于0x32或者0x33指令，后面的数据最大值为128字节，所以需要在bin文件数据中，每隔128个字节插入一条0x32或者0x33指令。如图3：

图3：在烧写数据中每隔128字节插入烧写指令

Hex2boot工具转换后的efm8文件，其中已经包含了参数设置、擦除、烧写、校验、加密（如有需要）等所有指令。因此，通过bootloader升级时，只需要将efm8文件按顺序将数据传输到MCU，bootloader会根据接收到的数据分析出指令进行对应操作，完成程序升级。如果不使用Hex2boot工具进行文件转换，则需要在桌面系统上设计烧写软件，在传输bin文件数据时自行添加控制指令。

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全部评论（9）

jack10 Lv4 资深工程师 2020-10-19

0x24 0x07 0x34 0x00 0x00 0x00 0x51 0xD3 0x92,这条指令是通过什么计算出crc的值呢？我看了下crc16有好几种哦，另外是通过什么文件计算crc值的呢？是生成的.hex文件吗？提问来源：https://www.sekorm.com/news/10410.html
- 用户15081497_世强回复：这条指令中的CRC的值计算的是0X0000到0X0051地址的FLASH内容的CRC，这些数据可以从HEX文件中提取，但不是完整的HEX做CRC，在AN945中有介绍使用的是CRC16中的CCITT-16 XMODEM的检验。
  查看全部2条回复
jack10 Lv4. 资深工程师 2020-10-16

0x24 0x07 0x34 0x00 0x00 0x00 0x51 0xD3 0x92,这条指令是通过什么计算出crc的值呢？我看了下crc16有好几种哦，另外是通过什么文件计算crc值的呢？是生成的.hex文件吗？
小伟 Lv7. 资深专家 2018-08-03

不错，支持
用户85019209 Lv3. 高级工程师 2018-07-19

不错，学习了。
YKS Lv3. 高级工程师 2018-07-12

好东东

右右 Lv3. 高级工程师 2018-07-01

学习一下，新人
Mil Lv8 2018-04-25

将第一个字符02修改为FF,然后在烧写结束后，将FF再改回02，防止烧写失败后不进入bootloader而跳转到错误的应用程序。
加油小陈 Lv8. 研究员 2018-04-24

学习
steven1 Lv5. 技术专家 2018-04-12

将第一个字符02修改为FF 这里看ff的位置，并不是用于支持自动波特率的计算的啊。那加上0xff的目的是什么呢？

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8位单片机EFM8系列中芯片上的UID是什么？

UID是芯片中新加的全球唯一ID，即每个芯片的ID都是不一样的，EFM8系列的MCU上都包含此ID。有两类获取UID的方式，一种通过读取RAM的特定地址获得，一种通过读取Flash的特定地址获得。在早期引入此ID的MCU上（比如EFM8BB1/SB1/SB2）这个ID为32位，在芯片复位时（PC指针被复位至0之前）被复制至RAM中特定位置，用户程序可以读取其值。此位置的RAM仍然可以由用户使用。需要注意的是如果此位置被编译器分配了变量，那么当函数执行至main()时此位置的内容会被初始化代码覆盖。EFM8UB2的UID也是此类，但其位数为128位。在新的EFM8系列MCU上（比如EFM8BB3/LB1/UB1)，UID位数为128位，存储在Flash上。

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单片机EFM8的烧录工具是什么？

Silicon Labs的EFM8MCU的内核还是C8051，通过C2CLK和C2D两根线调试和下载程序，EFM8 Starter Kit支持调试和下载目标板，也可以选择Silicon Labs的USB DEBUG ADAPTER。

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除了Flash Programming Utility烧录软件，Silicon Labs还提供MCUProductionProgrammer烧录软件，后者更换芯片时无需再重新连接。

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主控MCU通过C2接口对EFM8BB10F8G MCU的Flash存储器进行读写操作，存在概率性失败。从Flash存储器中读数据也是异常，请问这时什么原因导致的？

检查程序中的中断设置，发现是有一处读操作没有关闭中断导致的，将中断关闭后，对EFM8BB10F8G MCU的Flash进行读、写，存在概率性失败的情况得到解决。因为主控MCU用的是ARM芯片，运行的是linux操作系统，所以主控MCU通过C2接口对EFM8BB10F8G MCU的Flash存储器进行读写操作的函数也是以驱动程序的形式存在的，并且系统中各种软硬中断也比较频繁，因此相对时序控制上也需要更加严格，才能保证可靠的读写操作。

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型号- EFM8UB2,EFM8UB1,C8051F321-GMR,C8051F34D-GQ,C8051F381-GQR,C8051F341-GQ,EFM8UB20F32G-A-QFP48R,C8051F387-GM,EFM8UB20F32G,C8051F320-GQR,C8051F327,C8051F326,C8051F321-GM,EFM8UB10F8G,EFM8UB20F64G-A-QFP32,C8051F321,C8051F320,C8051F38X,EFM8UB10F8G-B-QFN20,C8051F388-GQR,C8051F384-GQ,C8051F345-GQR,C8051F340-GQR,EFM8UB11F16G-B-QSOP24,C8051F326-GM,C8051F347-GQ,EFM8UB20F64G-B-QFN32,EFM8UB20F32,C8051F347-GQR,C8051F34B-GQ,C8051F326-GMR,C8051F342-GQR,C8051F34A,C8051F34C,C8051F385-GM,EFM8UB20F64G-B-QFP48R,C8051F34B,C8051F343-GQ,C8051F34D,C8051F349,EFM8UB10F16G-C-QFN28,C8051F348,C8051F32X,EFM8UB10F8,EFM8UB11F16G-C-QFN24,C8051F341,EFM8UB11F8G-C-QFN24,EFM8UB10F16G-C-QFN20,C8051F340,EFM8UB20F32G-A-QFN32,C8051F343,C8051F342,C8051F345,C8051F344,C8051F347,C8051F346,C8051F382-GM,C8051F340-GQ,EFM8UB20F32G-B-QFN32,C8051F345-GQ,C8051F320-GQ,EFM8UB10F8G-C-QFN20,C8051F381-GMR,C8051F383-GM,EFM8UB20F64G,C8051F348-GQ,C8051F383-GQ,C8051F34X,C8051F38C-GQ,EFM8UB10F8G-C-QFN20R,C8051F380-GQR,EFM8UB11F16,C8051F38C-GM,EFM8UB20F64G-A-QFN32,EFM8UB11F16G,C8051F34C-GQ,C8051F38B-GQR,C8051F381,C8051F380,C8051F383,C8051F382,EFM8UB20F32G-B-QFP48,C8051F342-GQ,C8051F380-GQ,C8051F389-GQR,C8051F342-GM,EFM8UB20F64G-B-QFP32,EFM8UB10F16G-B-QFN20,EFM8UB10F16G-B-QFN28,C8051F381-GM,EFM8UB20F32G-A-QFN32R,EFM8UB20F64G-A-QFP48,EFM8UB20F64G-A-QFP48R,C8051F381-GQ,C8051F327-GM,C8051F346-GQ,C8051F38A,EFM8UB20F64,C8051F38C,C8051F38B,C8051F38A-GQR,C8051F385,C8051F384,C8051F387,C8051F386,EFM8UB20F32G-A-QFP32,C8051F389,C8051F327-GMR,C8051F388,EFM8UB11F16G-C-QSOP24,C8051F34A-GM,EFM8UB20F64G-B-QFP48,C8051F386-GM,C8051F344-GQ,C8051F349-GQ,EFM8UB10F16G-C-QFN20R,EFM8UB10F16G,EFM8UB20F32G-B-QFP32,EFM8UB10F16

开发代码 - SILICON LABS RAR 英文下载

使用J-link调试工具调试EFM8系列8bit单片机时，Jlink和EFM8单片机之间需要连接哪些接口线？

在使用JLink调试工具调试EFM8系列单片机时，使用到的调试接口是C2接口，正确的连线如下：1、JLink的pin1引脚VTARGET连接到目标板的VDD；2、JLink的pin2引脚C2D连接到目标板的C2D引脚；3、JLink的pin4引脚C2CK连接到目标板的C2CK;4、JLink的GND引脚连接到目标板的GND；5、目标板在调试的时候，VDD引脚需要上电。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

使用Simplicity studio建立EFM8工程，如何使用Keil C51进行编译连接？

通过以下步骤配置设置，即可使用Keil C51编译Simplicity Studio建立的EFM8工程。 1）打开Keil C51开发环境，版本能够选择EFM8器件型号，创建一个新的空工程(不要包含起始文件startup.a51)，路径指向Simplicity studio已经建立的工程根目录下； 2）在Projiect视图框，新建src和inc两个Group文件夹。按照工程路径添加src和inc路径下的汇编起始文件，C源代码文件，以及头文件； 3）打开Options for Target /C51/Include Paths编辑框，添加以下路径：C:\Keil_v5\C51\INC\SiLABS\shared\Si8051Base;.\inc;.\src。（重新定义Keil C51的安装路径）

技术问答发布时间 : 2016-12-26