【Tools】一个高效的BootLoader和App固件的合并方法

    科技2022-08-25  110

    文章目录

    1 前言2 传统方式3 高效方式3.1 合并文件3.2 bin转hex3.2.1 srec_cat工具3.3 完整示例3.4 举一反三

     

     

    1 前言

      嵌入式固件一般分为BootLoader和App,BootLoader用于启动校验、App升级、App版本回滚等功能,BootLoader在cpu上电第一阶段中运行,之后跳转至App地址执行应用程序。因此,在发布固件的时候,会存在BootLoader固件和App固件;此时我们期望是将BootLoader固件和App固件合并成为一个固件,这样在量产时只需烧录一次即可。

    典型存储空间分布

     

    2 传统方式

      一些传统的方法都是“土办法”,没什么毛病,但比较繁琐。项目种类增加,或者版本发布频繁时更加体现出繁琐性,且易出错,操作稍微失误可能导致固件不完整;烧录不完整的固件,机子变“砖头”。

    烧录两次,分别烧录BootLoader和App固件烧录固件到芯片后,再从芯片读取固件,另存为hex文件手动复制、合并固件BootLoader支持App固件传输功能的,只烧录BootLoader,后期再升级App

     

    3 高效方式

      我们目标是通过自动化脚本合并生成一个发布固件,提高效率和确保固件的完整性。

     

    3.1 合并文件

      Linux下的脚本我们用得很多,其实Windows的脚本也非常优秀,利用Windows的脚本可以快速实现增、删、查、改文件。常用Windows脚本命令如下。

    合并两个文件: copy /b <file0> <file1> <merge-file>重命名文件: ren <source_file> <dect_file>删除文件:del <file>

      很显然,我们利用其合并命令,只需一条指令即可将BootLoader和App文件合并。

    例子:

    假设当前目录存在Boot.bin和App.bin文件,合并后文件命名为Firmware.bin。

    <span style="color:#000000"><code class="language-b">copy /b .\Boot.bin + .\App.bin Firmware.bin </code></span> 1

    注:

    Windows的目录路径为反斜杠,与Linux不同。

     

    3.2 bin转hex

      我们知道,二进制(bin)文件是不存在地址信息的,cpu上电执行并不一定是从地址0开始执行代码,如STM32芯片起始执行地址为0x8000000。因此不能通过串口工具烧录bin文件,只能通过J-link或者ST-link烧录,并且在烧录前指定存储起始地址。因此,将bin文件转换为hex文件是有必要的。

     

    bin转hex方式:

    使用jflash工具,把合并后的bin文件,使用jflash打开,另存为hex格式文件将bin文件烧录置芯片,读取出来,另存为hex文件自己动手写一个bin转hex工具借助第三方bin转hex工具

      前两者太繁琐,效率低下;第三个比较灵活,但需要花点时间;如果使用优秀的现成工具是最快捷的办法。推荐使用“srec_cat.exe”工具,可以结合Windows脚本一起使用。

     

    3.2.1 srec_cat工具

      srec_cat一个功能非常强大的文件合并、转换工具,支持功能众多,包括:

    文件合并文件分割bin转hexhex转bin数据填充CRC校验

      此外,还存在srec的系列工具,文件比较工具 srec_cmp.exe和文件信息查看工具 srec_info.exe,可以从文章后面官方网站下载使用。

     

    文件合并

    命令格式:srec_cat.exe <源文件0> <文件类型> <源文件1> <文件类型> <目标文件> <文件类型>

    例子:

    <span style="color:#000000"><code class="language-b">srec_cat.exe source0.bin -Binary source1.bin -Binary -o merge.bin -Binary srec_cat.exe source0.hex -Intel source1.hex -Intel -o merge.hex -Intel </code></span> 12

      如果BootLoader和App生产的文件为hex格式,可以直接使用该命令合并为一个hex文件,注意地址的连续性。

     

    bin转hex

    命令格式:srec_cat.exe <bin源文件> <-Binary> <-offset> <偏移地址> <-Output> <hex目标文件> <-Intel>

    例子:

    将Boot.bin和App.bin合并的Firmware.bin转换为hex格式文件。

    <span style="color:#000000"><code class="language-b">srec_cat.exe Firmware.bin -Binary -offset 0x8000000 -o Firmware.hex -Intel </code></span> 1 0x8000000,是STM32的起始执行地址

     

      更多的srec应用和工具下载详见官方网站:http://srecord.sourceforge.net/download.html

     

    3.3 完整示例

    第一步,在需要生成固件目录新建一个txt文件第二步,键入如下内容(Boot固件和App固件可以指定目录) <span style="color:#000000"><code class="language-b">copy /b .\Boot.bin + .\App.bin Firmware.bin srec_cat.exe Firmware.bin -Binary -offset 0x8000000 -o Firmware.hex -Intel del Firmware.bin </code></span> 123 第三步,重命名txt文件为".bat"后缀文件,即是Windows可执行脚本的文件类型第四步,双击运行脚本,即可生成目标文件

      出现任何目标文件生成失败的情况,检查相关源文件是否存在,路径是否正确。

     

    3.4 举一反三

      以此类比,存在多个App文件的情况,可以通过该方式分别进行合并出一个固件。另外,实际项目中,经常会使用内部flash空闲扇区保存一些设备参数信息,如校准系数、设备地址、序列号等信息,我们可以将参数信息保存为一个bin文件,通过该方式和固件合并,这样量产时将参数和固件一并写入,提高生产效率!

    存储空间多分布使用场景

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