RISC-V架构单片机GD32VF103：IAP功能

自从传闻ARM要出售给美国公司，本人内心的不安全感促使我寻找ARM架构单片机的替代产品。网上问了些网友，有推荐GD32VF103，于是花了些时间了解这个系列的MCU，发现其实也还行，这个MCU跟GD32F103很像，RAM, ROM，外设，封装都差不多。虽说开发环境有些不太熟，不过花些心思，也能使用，至少，比51单片机好用多了。

因为官方Firmware没有IAP方面的内容，所有这篇文章专门讲讲此单片机如何进行IAP，毕竟实际工作应用中会经常使用。

一.开发环境。

我使用的IDE是Nuclei Studio IDE，这个是芯莱科技基于 MCU Eclipse IDE 开发的一款针对芯来公司处理器核产品的集成开发环境工具。GD32VF103也是这家这家公司联合兆易创新推出的。

IDE下载地址为：https://www.nucleisys.com/download.php

我使用的开发板是一款只需要30几块钱的带彩屏的开发板，非常小，MCU型号是GD32VF103CBT6。开发板型号叫longan nano

，资料下载地址为：https://dl.sipeed.com/LONGAN/Nano/

二.原理

回顾并参考STM32F1系列的IAP过程：

1.接收APP镜像数据，并将其写入对应Flash地址。

2.设置SP（堆栈指针）

3.设置PC（也就是跳转至APP特定地址）。

4.APP本身需要设置中断入口的地址偏移。

由于STM32F1XX复位后，硬件自动从特定地址获取SP和PC，所有启动文件不会再次设置SP。所有，当我们用C语言写IAP程序，反而需要模拟此过程，需要设置SP。

对于GD32VF103，复位后硬件本身并不会进行类似操作。也就是说，设置SP本身是启动文件必须的功能，无需C程序再次设置。其实不止SP,还有GP等。可以查看启动文件（一般命名为startup_xxx.s）和链接文件（.ld）了解其过程。

三.代码实现

1.IAP

由于我买的开发板有个TF卡座，所有我通过TF进行IAP。

#ifndef __IAP_H
#define __IAP_H#define FMC_PAGE_SIZE     0x400
#define APP_STARTADDR    0x08010000
#define APPPATH_STR      "0:/SYS/APP.BIN"uint8_t iap_all(void);#endif

#include "nuclei_sdk_soc.h"
#include "iap.h"
#include "lcd.h"
#include "./fatfs/ff.h"            /* Declarations of FatFs API */
#include <stdio.h>
#include <string.h>//保存读到的文件数据
uint32_t filebuf[FMC_PAGE_SIZE/2];/*!\brief    erase fmc pages in addr \param    addr : fmc addr\retval   none
*/
void fmc_erase_onepage(uint32_t addr )
{uint32_t erase_counter;// unlock the flash program/erase controller fmc_unlock();// clear all pending flags fmc_flag_clear(FMC_FLAG_END);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR);// erase the flash page fmc_page_erase( addr );fmc_flag_clear(FMC_FLAG_END);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR);// lock the main FMC after the erase operation fmc_lock();
}/*!\brief      program for one page\param      addr\param         buf\retval     none
*/
void fmc_program_onepage( uint32_t addr , uint32_t *buf )
{uint16_t i;for( i=0; i<FMC_PAGE_SIZE; i+=4 ){if( *(uint32_t*)(addr+i) != 0xFFFFFFFF ){break;}}if( i != FMC_PAGE_SIZE ){fmc_erase_onepage(  addr ) ;}// unlock the flash program/erase controller fmc_unlock();//adjust addraddr-=(addr%FMC_PAGE_SIZE);// program flash for( i=0; i<FMC_PAGE_SIZE; i+=4 ){fmc_word_program( addr+i, buf[i/4] );fmc_flag_clear(FMC_FLAG_END);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR);}// lock the main FMC after the program operationfmc_lock();
}/*!\brief        对比内容是否相同\param        appxaddr:flash地址\param        data：内存地址\param        size：要比较的大小\retval        1:完全相同；0:不一致
*/
uint8_t iap_cmp(uint32_t appxaddr,uint32_t *data,uint32_t size)
{uint32_t i;if(size==0)return 1;for(i=0;i<size;i+=4){    if( *(uint32_t*)(appxaddr+i)  != data[i/4] ){return 0;}} return 1 ;}/*!\brief      过程：读文件，判断版本，写Flash,检查是否一致，显示进度，判断完整性，显示结果。\param      none\retval     0:成功 ;Other:没有成功
*/
uint8_t iap_all(void)
{    FIL appfile;FILINFO fileinfo;uint8_t res = 0 ;char * ptr = (char *)filebuf;printf( "open appfile:" );if( f_open( &appfile,APPPATH_STR ,FA_READ ) == FR_OK ){    uint16_t  i=0;uint32_t  tlen=0;UINT  br=0;f_stat( (char*) APPPATH_STR ,&fileinfo );printf("ok,file size :%d\r\n",fileinfo.fsize);LCD_ShowString(0,8,"App Upd:",RED);LCD_ShowString(2,8+16,"Prog:   %",RED);LCD_ShowNum( 0,16*4, fileinfo.fsize  ,8,BLACK) ;printf("\r\nRead appfile data:\r\n");res=0;if(  fileinfo.fsize >= FMC_PAGE_SIZE ){for( i=0; i<(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE); i++ ){memset(ptr,0xff,FMC_PAGE_SIZE);res = f_read( &appfile, ptr , FMC_PAGE_SIZE/2 ,&br);if(  res   ){printf("appfile read error\r\n");res = 0x02 ;break;}else{tlen+=br;if( i==0){   //把版本号放在APP_STARTADDR+4，这里比较，如果相同则不更新APPif( filebuf[1] == *(uint32_t*)(APP_STARTADDR+4) ){res |= 0x10;break;}//LCD_ShowNum( 8*9,8  , filebuf[1] ,8,RED) ;}res = f_read( &appfile, ptr+512 , FMC_PAGE_SIZE/2 ,&br);tlen+=br;fmc_program_onepage( APP_STARTADDR+i*FMC_PAGE_SIZE, filebuf );if ( iap_cmp(APP_STARTADDR+i*FMC_PAGE_SIZE , filebuf ,br ) ){printf( "iap prog:%d%%\r\n", (uint32_t)(i*100/(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE) +0.5 ) );LCD_ShowNum( 2 +8*5,8+16  , (uint32_t)(i*100/(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE) )+0.5 ,3,RED) ;} else {res = 0x03;printf("cmp err\r\n" );break;}}}}//最后不够FMC_PAGE_SIZE的部分if( res==0 && fileinfo.fsize%FMC_PAGE_SIZE){memset( ptr,0xff,FMC_PAGE_SIZE);res = f_read( &appfile, ptr , FMC_PAGE_SIZE/2 ,&br);if(  res   ){printf("appfile read error\r\n");res = 0x02 ;}else{if( i==0 ){//把版本号放在APP_STARTADDR+4，这里比较，如果相同则不更新APPif( filebuf[1] == *(uint32_t*)(APP_STARTADDR+4) ){res |= 0x10;}}if( !res ){tlen+=br;res = f_read( &appfile, ptr+512 , FMC_PAGE_SIZE/2 ,&br);tlen+=br;LCD_ShowNum( 2 +8*5,8+16  , (uint32_t)(i*100/(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE) ) ,3,RED) ;fmc_program_onepage( APP_STARTADDR+i*FMC_PAGE_SIZE, filebuf );if ( iap_cmp(APP_STARTADDR+i*FMC_PAGE_SIZE , filebuf ,br ) ){printf( "iap prog:%d%%\r\n", (uint32_t)(i*100/(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE) +0.5 ) );LCD_ShowNum( 2 +8*5,8+16  , (uint32_t)(i*100/(fileinfo.fsize/FMC_PAGE_SIZE) )+0.5 ,3,RED) ;}else{res = 0x03;printf("cmp err\r\n" );}}}}printf( "\r\nreaded data size:%d\r\n",tlen );f_close(&appfile); LCD_ShowNum( 8*10,8  ,  tlen ,8,BLACK) ;if( res==0 && tlen == fileinfo.fsize ){ //res = f_unlink(APPPATH_STR);  //del fileLCD_ShowString(0,16*3,"iap ok!",BLUE);printf("IAP ok,res:%d\r\n",res );}else if( res&0x10 ){res=0;printf("version same\r\n" );LCD_ShowString(0,16*3,"version same!",BLUE);}else{res |= 0x80;printf("iap fail\r\n" );LCD_ShowString(0,16*3,"iap fail!",BLUE);}}else{res = 0x01 ;printf("No appfile\r\n" );}return res;
}

上面会进行文件版本判断。文件版本放在镜像文件的第二个“字”，可以直接在启动文件里设置。

2.APP

写一个待验证app程序，例如定时器控制流水灯什么的，最好带中断，以便验证。

注意一点，需要在链接脚本文件里面修改起始地址。

/********************* Flash Configuration ************************************* <h> Flash Configuration* <o0> Flash Base Address <0x0-0xFFFFFFFF:8>* <o1> Flash Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>* </h>*/
__ROM_BASE = 0x08000000;
__ROM_SIZE = 0x00020000;

修改为

/********************* Flash Configuration ************************************* <h> Flash Configuration* <o0> Flash Base Address <0x0-0xFFFFFFFF:8>* <o1> Flash Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>* </h>*/
__ROM_BASE = 0x08010000;
__ROM_SIZE = 0x00010000;

注意要保证__ROM_BASE不能小于IAP程序代码大小，并且剩余flash空间足够放得下APP程序代码。

跳转指令：

 ((void(*)())(0x08010000))();

保险起见，跳转前关全局中断。

__disable_irq();

下图为测试图：IAP成功后跳转至APP。