【经验】多协议无线 SOC EFR32MG实现ZigBee的OTA操作指南

EFR32MG系列是SILICON LABS公司推出支持多协议无线 SOC，可以单芯片支持私有协议、BLE5.0、BLE MESH、ZigBee和Thread协议，并且可以单芯片支持Sub-GHz和2.4GHz的频段。由于其超低功耗、高射频性能以及高集成度等特点被广泛应用于智能家居、安防、智能工业等市场。在ZigBee的实际应用中，OTA是必不可少的功能，由于选择的型号不同，配置OTA时的参数也不同，本文指导大家使用EFR32MG实现ZigBee的OTA操作。

OTA功能在选型时就应该被考虑，选择适当大小的Flash型号，ZigBee的Stack本身在180KB左右，如果是用内部Flash的话，Flash至少需要选择512KB的型号。另外需要考虑的是可用Flash的大小，EFR32MG内部会占用一部分Flash空间用来模拟EEPROM，如下图。关于simulated eeprom更多信息，请查看“EFR32MG系列ZigBee的Simulate EEPROM使用浅谈”文章。

当使用EEPROM version 1时，占用8KB Flash；当使用EEPROM version 2时，占用36KB Flash。模拟EEPROM占用Flash的地址空间根据选择的BootLoader不同而不同，选择Application mode BootLoader，则占用Flash的最后地址，而如果选择Local Storage Bootloader，则占用Flash的中间地址。以512KB Flash的Application mode BootLoader为例，即8KB占用的是0x7E000至0x7FFFF，可用空间是0x00000至0x7DFFF(十进制516095)；36KB占用的是0x77000至0x7FFFF(十进制524287)，可用空间是0x00000至0x76FFF(十进制487423)。因此，我们在配置OTA时的Slot空间时，需要除去模拟EEPROM的Flash空间。下面我们以EFR32MG13P732F512GM48使用EEPROM version2为例，指导如何配置Bootloader和Application工程，实现OTA。

Bootloader工程配置

1，  新建工程，选择File -> New -> Project，选择Silicon Labs AppBuilder Project，点击Next。

2，选择Gecko Bootloader，点击Next。

3，本文使用Gecko Bootloader 1.5.0，点击Next。

4，选择Internal Storage Bootloader(single image on 512kB device)工程，点击Next。这里可以看到有很多Bootloader参考工程，实际应用中根据需求选择合适的参考工程，或者勾选start with a blank application，创建一个空Bootloader工程，自定义配置。

5，修改工程名称和工程路径，本文默认，点击Next。

6，Boards为空，Part输入EFR32MG13P732F512GM48型号，选择GNU ARM编译器，点击Finish。

7，Bootloader参考工程建好后，只需要修改Slot的Start Adress和Size，其他配置都默认就好了。之前已经了解使用EEPROM version 2的话，可用的Flash空间是0x00000至0x76FFF，换算成十进制就是0到487423。因此OTA时，Application最大不能超过243712，另外的243712用于存储新的Image。设置好后，点击Generate生成文件。

8，打开图形化配置工具，勾选DCDC，保存。

9，编译工程，并烧录到设备。

Application工程配置

1，  在ZCL Clusters一栏，展开General，找到Over-the-Air Bootloading Cluster，在Client处勾选上。

2，  在Printing and CLI一栏，勾选Enable debug printing，展开Cluster debugging，勾选Over the Air Bootloading。

3，在HAL configuration一栏，选择Application模式BootLoader。

4，  在Plugins一栏：

a,勾选OTA Bootloader Cluster Client，右边options中不勾选Set Image Stamp Attribute(35x SOC only)。

b，勾选OTA Bootloader Cluster Client Policy，固件版本先设置为1，确认Perform EBL Verfication(SOC Only)勾选。

c，如下图，勾选OTA Bootload Cluster Common Code，OTA Bootload Cluster Storage Common Code，OTA Cluster Platform Bootloader，OTA Simple Storage EEPROM Driver，OTA Simple Storage Module。

关于OTA Simple Storage EEPROM Driver的配置，确保SOC Bootloading Support勾选，EEPROM Device Read-modify-write Support选择false。如果Gecko Bootloader Storage Support选择Do not use slots的话，OTA Storage Start Offset和OTA Storage End Offset需要填入Flash的绝对地址，如上图。如果Gecko Bootloader Storage Support不是选择Do not use slots的话，OTA Storage Start Offset和OTA Storage End Offset需要填入Flash的相对地址，此相对地址根据Bootloader工程中的划分来填，并且需要勾选Slot Manager，如下图。

d，勾选EEPROM。

4，  保存配置，点击Generate生成代码，编译工程，并下载到设备运行。

5，  另外，将OTA Bootload Cluster Client Policy中的固件版本修改成2，在编译一次，生成的.ota文件保存，作为新的Image用于升级。

至此，SOC端的Bootloader工程和Application工程配置完毕，接下来配置网关HOST工程。

HOST工程配置

1，  在ZCL Clusters一栏，展开General，找到Over-the-Air Bootloading Cluster，在Server处勾选上。

2，  在Printing and CLI一栏，勾选Enable debug printing，展开Cluster debugging，勾选Over the Air Bootloading。

3，  在Plugins一栏：勾选OTA Bootload Cluster Common Code，OTA Bootload Cluster Server，OTA Bootload Cluster Server Policy，OTA Bootload Cluster Storage Common Codes，OTA POSIX Filesystem Storage Module。

4，  配置好后，点击Generator生成文件，将HOST工程在Linux系统下编译。

升级演示

1，  将版本2的.ota固件拷贝到linux系统的Z3GatewayHost/ota-files文件夹。

2，  在Z3GatewayHost文件夹路径，使用sudo ./build/exe/Z3GatewayHost.exe –n0 -p ttyACM0运行HOST工程，ttyACM0是串口号。

3，  在HOST工程中，通过CLI：plugin ota-storage-common printImages，可以查看到Images的信息。

4，  网关创建网络，使用CLI: plugin network-creator start 1，并打开允许入网，使用CLI: plugin network-creator-security open-network。

5，  设备加入网络，使用CLI: plugin network-steering start 0。

6，  设备入网后，会自动查询新的Image，网关也可以通过CLI: plugin ota-server notify通知对应的设备升级，此CLI命令后面需要参数指定升级的设备。这样设备就可以正常OTA升级了，OTA升级大概需要10分钟。

至此，OTA升级完成，在实际应用中，如果发现Application的Image大于243712的话，可以在Printing and CLI中将Enable debug printing勾选去掉，再编译。