【经验】摩托车仪表上使用RL78系列MCU如何实现bootloader？
笔者遇到一个客户的摩托车仪表上面使用RL78系列的MCU，寻求bootloader实现功能的办法，做出demo板，以供他们的客户评估。因此本文以此背景为前提，分享相关思路及方法供大家参考。
一、工具
1、 RENESAS Flash Programmer V3.09（RFP）
该软件用来下载boot程序到MCU内部。
2、 XCOM V2.0.exe
该软件是串口调试助手，主要利用其自带协议功能发送app数据，进行升级。
3、 CS+ for CC
该软件是用于程序编写，编译等。
4、 srec_cat.exe
该软件针对CS+ for CC生成的APP.bin等文件进行分割合并填充等操作。
5、 MCU
MCU采用RL78/F13系列，PN为 R5F10BBF。
二、RL78 bootloader升级原理
图1 boot swap功能示意图
可以看到该flash区分为两个boot集群，程序启动时，从Boot集群0开始执行。RL78内部有boot swap功能，通过自编程向boot集群1写入一个新的boot引导程序。当程序已被正确写入boot集群1时，利用RL78 boot swap功能来交换boot集群1 和boot集群0，使得Boot cluster 0可以变成Boot cluster 1而Boot cluster 1变成Boot cluster 0，以使boot集群1用作boot区。进而实现bootloader功能。
具体而言，将bootloader程序存放于boot cluster 1里面，应用程序从Boot cluster 0执行，当程序判断相关条件，需要OTA时候，可以调用boot swap功能翻转boot cluster，然后reset，则原来的bootloader段变成了Boot cluster 0，可以执行OTA升级后的相关操作。即将新程序的Boot cluster 0内容写入Boot cluster 1，应用程序段写入地址0x4000开始的flash，OTA完成后，再调用boot swap，这时bootloader段自动翻转到原来的Boot cluster 1区域，新程序的boot区域回到Boot cluster 0，其中断向量表不受影响。
三、flash分区
本文以RL78/F13系列的R5F10BBF为例，通过查看数据手册，可以发现其有96K的code flash，其中boot集群分别在0x0-0x1FFF，0x2000-0x3FFF，其余0x4000-0x17FFF烧写其他代码。
四、具体操作
1、 boot程序编写
1） section设置
如上所述，只需要设置相对应的section地址分区即可，这里需要注意，生成代码应该在0-0x1FFF内，不能越界。
图2 bootloader程序section分区
2、 Application程序
应用程序段的代码正常编写即可，无需考虑中断向量表偏移等问题，因为程序正常运行，后续处理，是将原boot cluster 0的代码通过第三方工具迁移到Boot cluster 1区中，然后再运行boot swap函数，将Boot cluster 1区中相关代码放置在Boot cluster 0区域内。
1）section设置
图3 Application程序section分段
需要注意以下问题。
(1)0x2000-0x3FFF不能存放数据，该区域为boot cluster 1。
(2)划分一个App区域的boot区，把这个区域放在0x0000 to 0x1FFF. 如图3，.BOOT_f段。程序中可以使用预编译指令#pragma section来将相关代码放入这个区域，如下代码：
#pragma section text .BOOT
/* 写入自己的boot代码段 */
#pragma section
这段代码会放入.BOOT_f区域。请注意，需要从生成的map文件去判断这个区域不超过0x1FFF，即不与0x2000-0x3FFF Boot cluster 1段重合。
3、srec_cat.exe
使用第三方工具将Application生成的程序代码截取地址段在0x0-0x2000的程序，然后截取地址段在0x4000-0x18000，再偏移0x2000，与前述截取地址段在0x0-0x2000的程序合并输出。代码如下：
.\DefaultBuild\APP2.hex -intel
-fill 0xFF 0x0 0x2000
-crop 0x0 0x2000
.\DefaultBuild\APP2.hex -intel
-fill 0xFF 0x4000 0x18000
-crop 0x4000 0x18000 -offset -0x2000
-Output .\APP2_and_BOOT.bin -binary
4、XCOM V2.0.exe
通过XCOM V2.0.exe串口通信将application代码发送给单片机，再写入到指定地址，最后使用boot swap功能翻转复位即可。
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