如何在雅特力AT32 MCU上创建IAP应用程序

概述

AT32 CAN IAP快速使用方法

使用CAN进行IAP升级，此示例使用PC上位软件（IAP_Programmer.exe）通过一个USB转CAN的桥接设备和目标板进行通信，IAP Demo和桥接设备默认CAN波特率使用500K。如下是连接示意图：PC通过USB连接USB to CAN Bridge（使用AT-START实现一个转接设备，代码参考usb_vcp_bridge_can源代码）USB to CAN Bridge通过CAN Transceiver连接CAN目标板（注意使用CAN必须要使用CAN Transceiver，CANL连接CANL, CANH连接CANH）

图1. 连接示意图

一、硬件资源

1.USB转CAN桥接板（目前使用一块AT-START-AT32F403A实现USB转CAN）

1) USB(PA11/PA12)

2) CAN(PB8/PB9)

3) 指示灯LED2/LED3/LED4

4) AT-START实验板

2.AT-START-AT32F403A CAN IAP目标板

1) 指示灯LED2/LED3/LED4

2) CAN(PB8/PB9)

3) AT-START实验板

3.CAN Transceiver转接板

1) CAN Transceiver转接板用于USB to CAN Bridge和CAN目标板的连接

注意：USB转CAN桥接板的波特率和CAN IAP目标板波特率要配置一致另外要使用CAN通信，必须外接CAN转换芯片。

二、软件资源

1) ToolRelease

IAP_Programmer.exe，PC机tool，用于演示IAP升级流程

IAP_Programmer_V2.x.x, PC tool源代码

2) SourceCode\utilities

can_iap_demo，IAP源程序，运行LED2闪烁

usb_vcp_bridge_can，USB转CAN桥接源程序

can_app_led3_toggle，app1源程序，运行时LED3闪烁

can_app_led4_toggle，app2源程序，运行LED4闪烁

注：示例工程基于keil v5建立，若用户需要在其他编译环境上使用，请参考AT32F403A_407_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_f403a\templates中各种编译环境（例如IAR6/7/8,keil 4/5, eclipse_gcc）进行对应修改即可。

IAP demo使用
1) 打开can_iap_demo工程源程序，选择对应MCU型号的target编译后下载到实验板

2) 打开usb_vcp_bridge_can工程源程序，下载到USB转CAN转接板

3) 连接转接板和目标板的CANH/CANL

4) 将转接板USB接入到PC，可以看到会有对应的虚拟串口设备COMxx

5) 打开IAP_Programmer.exe6) 选择正确的串口、APP下载地址和bin文档，点击Download下载，如下图

7) 观察LED2/3/4闪烁，LED2闪烁can IAP工作，LED3闪烁-app1工作，LED4闪烁-app2工作

图2. IAP demo上位机

AT32 CAN IAP程序设置

地址分布

表1. 分布

注：bootloader区域最后一个扇区，用于存放防止升级过程掉电的flag，用户编译修改bootloader时，要保证不覆盖flag的地址。

执行流程

IAP分为Bootloader和App两部分，应用在App中执行，升级过程在bootloader中执行。程序执行整体流程框图如下：

图3. 程序执行流程

bootloader project设置
1) Keil设置

图4. bootloader project中address 1在Keil设置

2) bootloader源程序修改Iap.h文件中

图5. bootloader project中address 2在程序中设置

app project设置

IAP demo提供了2个app程序供测试用，皆以address 2（0x800 4000）为起始地址。app1 LED3闪烁，app2 LED4闪烁。以app1为例，设计步骤如下：

1) Keil工程设置

图6. app project中address 2在Keil设置

2) app1源程序设置

图7. app project向量表偏移在程序中设置

3) 编译生成bin文件通过User选项卡，设置编译后调用fromelf.exe，根据.axf文件生成.bin文件，用于IAP更新。通过以上3个步骤，我们就可以得到一个.bin的APP程序，通过bootloader程序即可实现更新。

4) 开启debug app code功能如果在设计app code过程中需要对app project进行单独调试，请按照以下操作。

a) 先下载bootloader工程

b) 再调试app工程

Bootloader CAN通信协议

上位机升级流程

如下下图是上位机升级流程：

获取设备信息：包括app起始地址，app flash size大小，sector size大小

发送开始升级命令

写存储器

获取CRC进行校验

发送升级完成命令

跳转到APP执行具体命令操作参考命令详解

图8. 上位机升级流程

IAP端下位机通信处理流程

IAP下位机端会通过接收主机端发送的命令做数据处理，包括读写数据，crc校验等。

图9. IAP端下位机命令

注: ACK: 0x79NACK: 0x1F

升级命令详解

本节主要说明CAN IAP每条协议命令的作用和使用方法，包括主机端和设备端对命令解析的流程。所有命令通过CAN标准帧的ID来确定，CAN每一包数据最大8字节，例如Get Info命令，此时CAN标准帧的ID为0。注意：所有命令都使用标准帧数据帧来传递如下是命令列表

一、Get Info命令

此命令用于获取APP信息，包括APP起始地址，app flash size大小，sector size大小主机端协议发送流程:

二、Upgrade Start命令

获取设备信息之后，可以发送此命令开始升级，设备端收到此命令之后会去删除一个app的标志，标志在开始升级。主机端协议发送流程:

三、Read Mmeory命令

此命令用于读取app flash数据主机端协议发送流程:

四、Write Memory命令

此命令用于写APP数据到存储器，注意每次写入的地址必须sector对齐（sector大小可通过Get Info获取），数据的长度为1个sector大小或者小于1个sector。每个sector的数据最好是一次发完。主机端协议发送流程:

五、Get CRC命令

此命令用于获取指定地址指定大小数据的CRC，地址和大小必须4字节对齐主机端协议发送流程:

六、JUMP命令

此命令用于跳转到APP代码执行主机端协议发送流程:

七、Upgrade Finish命令

此命令用于设置升级完成标志。主机端协议发送流程:

USB转CAN桥接
USB转CAN桥接使用一块AT32F403A的AT-START开发板实现，USB端实现一个虚拟串口设备，转接板通过USB与PC上位机通信，然后通过CAN与下位机进行通信，实现USB与CAN数据的透传功能。注意转接板的CAN波特率与下位机的CAN波特率要配置相同。

数据转发流程
如下是数据转发流程

图10. 数据转发流程

USB CAN数据转发
USB转CAN桥接按照CAN协议进行封装，封装格式：标准帧ID(1字节)+帧长（1字节）+数据（数据最大8字节）

USB数据转到CAN总线：

USB到CAN按照一包USB数据转成一帧CAN数据。收到一包USB数据如：0x01 0x02 0x11 0x220x01：表示标准帧ID0x02：表示数据长度0x11,0x22：表示具体数据

转换成CAN帧后：

ID=0x01DLC=0x02DATA0=0x11DATA1=0x22

CAN总线数据转到USB：

CAN同样按照一帧数据转换成一包USB数据：收到一帧CAN数据：ID=0x02，DLC=0x03，DATA0=0x11,DATA0=0x22,DATA0=0x33

转换成USB包之后：0x02 0x03 0x11,0x22,0x33

0x02：表示标准帧ID0x03：表示数据长度0x11,0x22,0x33：表示具体数据

以Write Memory为例写32字节数据到0x08004000

主机端流程：发送1：0x31 0x6 0x08 0x00 0x40 0x00 0x00 0x20（ID+长度+6字节数据）接收1：0x31 0x01 0x79（ID+长度+ACK）发送2：0x31 0x8 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA(ID+长度+8字节数据)发送3：0x31 0x8 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA(ID+长度+8字节数据)发送4：0x31 0x8 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA(ID+长度+8字节数据)发送5：0x31 0x8 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA 0xAA(ID+长度+8字节数据)

关于雅特力
雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM ®Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。