Android基于Ymodem协议升级嵌入式MCU主控

前言：工作过程中对于这块的记录，方便自己查看。在此感谢前辈们输出的精彩博文！！！

一、概述

Ymodem协议主要包括ISP和IAP两大协议。STM32在线升级（IAP）不需要拆机就能够对产品进行升级，通过Bootloader就可以完成这项工作。

ISP和IAP的区别：

（1）ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。其主要任务是通过一种可用的串行外设（ USART、 CAN、USB、 I2C 等）将应用程序下载到内部 Flash 中。

（2）IAP（In-Application Programming）指嵌入式MCU主控可以在系统中获取新代码并对自己重新编程，即可用程序来改变程序。

（3）ISP技术是单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便。

IAP技术是从结构上将Flash存储器映射为两个存储体，当运行一个存储体上的用户程序时，可对另一个存储体重新编程，之后将程序从一个存储体转向另一个。

IAP的编写流程：
由Bootloader负责检测SD卡中是否有固件更新所需的BIN文件，或者通过SPI、CAN、以太网等方式获取BIN文件。
如果获取到所需要的BIN文件，则开始复制文件更新固件，更新结束后跳转到指定的地址开始执行最新的程序。

二、协议解析

学习链接：【安卓相关】蓝牙基于Ymodem协议发送bin文件，对硬件设备进行升级。 - 简书

先看看一张流程图：

大概流程呢就是：

手机 --------------[我要传东西给你，听到了，你就答复一下]------------------------>硬件

手机 <--------------[好的，我听到了，但是你再确定一下]------------------------硬件

手机 --------------[我确定发送]------------------------>硬件

手机 <--------------[给你响应一个 C，表示你可以传东西过来了]------------------------硬件

手机 --------------[接收到C，我要开始发包头给你了，也就是文件名称和文件大小]------------------------>硬件

手机 <--------------[我收到了你的包头，给你发ack 0x06 表示确认，我收到了你的包头]------------------------硬件

手机 --------------[上面发送完了包头，现在发的是包数据流，也就是bin文件]------------------------>硬件

手机 <--------------[这个数据流我收到了，给你响应ack 0x06 确认]------------------------硬件

手机 --------------[继续发送剩下的包数据流]------------------------>硬件

手机 <--------------[继续给你响应ack 0x06确认]------------------------硬件

...

手机 --------------[检查到文件读完了，发送0x04，告诉你我要发送最后一个包了]------------------------>硬件

手机 <--------------[知道了，给你ack 0x06 响应]------------------------硬件

手机 --------------[ok，这是我最后一个包，给你了]------------------------>硬件

手机 <--------------[ok，最后一个包没有问题，检查通过，给你响应0x05]------------------------硬件

手机显示传输成功

Ymodem支持128字节和1024字节一个数据包。128字节以（SOH）开始，1024字节以（STX）开始。

private static final byte SOH = 0x01;
private static final byte STX = 0x02;
private static final byte EOT = 0x04;
......

数据（参考数据都是经过16进制转换输出的）：

一般包头和包尾为128字节，中间包为1024字节，也就是每次发送的包数据流为1kb。

包头数据参考，包头128字节，开始信号为 SOH ，也就是0x01开始，接着就是 00 FF，再接着就是文件名称和文件大小，

0100ff 70776d2832292e62696e  00  3332393336  00
0000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000006a5d

包数据流参考，开始信号为STX，也就是0x02开头的，09为帧数。

包尾数据参考，开始信号为 SOH，也就是0x01，紧接着00FF (下面的参考是通过转16进制输出的

0100ff  0000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000

三、实战

说明：Android基于Ymodem协议升级嵌入式MCU主控。Android端通过ISP协议将数据发送给stm32嵌入式板，另外嵌入式板的MCU主控通过IAP进行升级flash。

1、基于串口的IAP在线升级详解与实战

说明：安卓APP移植Ymodem远程升级嵌入式固件。这块主要在arm单片机端做。涉及嵌入式开发。

博文链接：

博文1：【嵌入式】基于串口的IAP在线升级详解与实战3----安卓APP移植Ymodem远程升级嵌入式固件_公子无缘的博客-CSDN博客

博文2：【嵌入式】基于串口的IAP在线升级详解与实战1----IAP功能设计_公子无缘的博客-CSDN博客_iap在线升级

博文3：【嵌入式】基于串口的IAP在线升级详解与实战2----移植Ymodem协议_公子无缘的博客-CSDN博客

博文:4：

STM32在线升级（IAP）_elikang的博客-CSDN博客_stm32iap在线升级

最近有个需求是，使用专用的手机APP，通过蓝牙模块的通信，实现嵌入式芯片上程序的在线升级，流程如下所示：

这个需求的核心要点在于MCU的串口IAP在线升级功能。

IAP即为In Application Programming,解释为在应用中编程，用户自己的程序在运行过程中对User Flash的部分区域进行烧写。即是一种对单片机flash擦写的一种编程方案。通常情况下，一片flash只有一个用户程序，而IAP编程则是将单片机的flash分成至少两大区域，一部分叫做bootloader区，一部分叫做app用户代码区，还可留出一部分区域为代码备份区。

2、基于STM32的ISP协议传输升级文件

ISP（在系统可编程）协议是可编程设备可以编程写入用户代码，而不需要从电路板上取下来，已经编程的器件也可以用 ISP 方式擦除或再编程。常用的 ISP 协议是基于 USART、USB、I2C 等。由于使用 ISP 上位机升级程序需要借助电脑，在实际生产过程中会带来不便。因此实现了一种嵌入式 ISP 主机用于对目标 MCU 的程序进行升级。嵌入式主机根据 ISP 协议通过串口与 BootLoader 进行通信，从而实现对目标 MCU 程序的升级

说明：STM32与android板通过串口连接，安卓端通过ISP协议王STM32单片机传输bin升级文件数据。

博文1：Android rom开发：STM32 ISP升级_forlan_csdn的博客-CSDN博客

博文1形式：java+JNI，java对串口节点(/dev/ttyS1，具体节点依据项目而定)进行读写，jni执行真正的串口通信，将数据给到MCU。

优秀博文2：Stm32串口isp - 生命不息折腾不止

博文2形式：Stm32串口isp，基于c语言demo（包括波特率匹配、读写固件等）

Demo程序下载：GitHub - nicekwell/stm32ISP: stm32串口ISP

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