一Boot swap介紹

本文主要說(shuō)明如何使用已有的程序更新flash中的固件。使用這種方法代碼閃存分為兩個(gè)區(qū)域：執(zhí)行區(qū)域和臨時(shí)區(qū)域。瑞薩flash驅(qū)動(dòng)程序RL78 RFD Type02用于對(duì)flash進(jìn)行重新編程并執(zhí)行boot swapping。本次說(shuō)明主要以RL78/F24為例展開(kāi)boot swapping的說(shuō)明。

二RL78/F24介紹

RL78/F24新一代超低功耗汽車微控制器，非常適用于實(shí)現(xiàn)未來(lái)高可靠性的智能執(zhí)行器和傳感器，是低端車身ECU的理想之選。作為對(duì)現(xiàn)有RL78/F1x MCU的創(chuàng)新擴(kuò)展，RL78/F24可滿足未來(lái)市場(chǎng)的多種需求。RL78/F24具有更高的CPU性能、耐高溫能力和更強(qiáng)的外設(shè)功能集，非常適合各種應(yīng)用。

RL78/F2x系列產(chǎn)品按ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而成，支持高達(dá)ASIL B的功能安全（FuSa）?？芍С指哌_(dá)EVITA-Light或更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。AES加密模塊可處理高達(dá)256位的密鑰長(zhǎng)度，并支持安全啟動(dòng)和身份驗(yàn)證功能。為了進(jìn)一步提高BLDC（FOC）電機(jī)控制和DC/DC控制系統(tǒng)的計(jì)算性能，RL78/F2x配備了獨(dú)特的應(yīng)用加速器IP，以減輕復(fù)雜的三角函數(shù)和其它計(jì)算處理所帶來(lái)的負(fù)荷。

三環(huán)境介紹

硬件

如前面所提到的，本文介紹以RL78/F24為主控，對(duì)應(yīng)板子為RL78/F24（R7F124FPJ）Target Board。

軟件環(huán)境

CS+ for CC V8.12.00

Renesas CC-RL Compiler v1.14.00

Smart configurator for RL78 V1.11.0：

Board Support Packages.-v1.62（r_bsp）

Ports v1.5.0

Flash Driver RL78 Type02（Code flash，Extra Area，Common）v1.00

四閃存空間分布和升級(jí)流程

前面介紹過(guò)，boot swap的工程有兩個(gè)區(qū)域，分別是執(zhí)行區(qū)域和臨時(shí)區(qū)域。本次實(shí)驗(yàn)所選擇的RL78/F24的flash大小為256K，其對(duì)應(yīng)的起始和結(jié)束地址如下，如果選擇其他大小的MCU，可以根據(jù)這個(gè)進(jìn)行修改。

256KB閃存詳細(xì)分布如下：

升級(jí)流程

擦除Boot cluster1和臨時(shí)區(qū)域。

往Boot cluster1和臨時(shí)區(qū)域?qū)懭胄碌墓碳?/p>

擦除執(zhí)行區(qū)域。

把臨時(shí)區(qū)域的內(nèi)容拷貝到執(zhí)行區(qū)域。

執(zhí)行boot swap命令，交換新的boot區(qū)域程序到boot cluster0。

運(yùn)行新的固件代碼。

五實(shí)現(xiàn)步驟

前面講了整個(gè)升級(jí)的流程，接下來(lái)對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)步驟進(jìn)行說(shuō)明。首先是創(chuàng)建一個(gè)包含Boot+APP1的原始工程。通過(guò)查看板子原理圖可以知道，板子上有LED1和LED2可以用于升級(jí)成功的指示燈。Boot+APP1運(yùn)行時(shí)，LED1閃爍，升級(jí)成功后LED2閃爍，說(shuō)明新的Boot+APP2正在運(yùn)行。需要在Smart configurator中添加引腳的配置，如下P66和P67設(shè)為out：

升級(jí)需要用到UART，添加UART0，并做如下配置：

同時(shí)需要用到RFD type02，添加如下：

所有的外設(shè)驅(qū)動(dòng)添加好后，需要對(duì)section進(jìn)行修改，F(xiàn)lash section：

RAM section：

添加完對(duì)應(yīng)的section后，需要手動(dòng)把對(duì)應(yīng)的Flash section拷貝到RAM。方法如下，重復(fù)紅框部分代碼，一共拷貝5個(gè)section，分別為：RFD_CMN_f，RFD_CF_f，RFD_EX_f，SMP_CMN_f，SMP_CF_f。紅色方框?yàn)榭截怰FD_CMN_f的示例，其他4個(gè)section都需要按照次方法進(jìn)行拷貝。

根據(jù)所選MCU改造r_cg_userdefine.h。

改造APP，在userApplicationLoop里，可以選擇LED1閃爍表示APP1運(yùn)行，LED2表示升級(jí)后APP2運(yùn)行。

整體代碼實(shí)現(xiàn)不再贅述，所有代碼完成后，編譯并燒錄到RL78/F24。使用E2-Lite連接板子燒錄和調(diào)試，串口工具用于傳輸升級(jí)文件：

正常運(yùn)行后，LED1閃爍。

接下來(lái)，制作一個(gè)新的APP2，用于升級(jí)。在userApplicationLoop()里面改變代碼，讓LED2閃爍。

用以下步驟生成APP2的.bin文件。在Hex Format->Hex file format中選擇Binary file，空白區(qū)域填充為0xFF。

編譯后會(huì)在相應(yīng)文件夾下生成一個(gè).bin文件。

斷開(kāi)E2-lite，連接串口工具，具體連接為P61 — TXD, P62 — RXD，EVDD — 3.3V，GND — GND。

運(yùn)行BootSwapGUI.exe，選擇256K，選擇對(duì)應(yīng)的COM，打開(kāi)前面生成的bin文件。

點(diǎn)擊START，觀察進(jìn)度條，完成后，MCU會(huì)自動(dòng)完成boot swap的動(dòng)作，最后觀察LED2，LED2開(kāi)始閃爍，說(shuō)明升級(jí)成功。在升級(jí)的過(guò)程中，LED1一直保持閃爍 ，說(shuō)明這種方法在升級(jí)時(shí)不影響上一個(gè)版本的運(yùn)行。

總結(jié)

Boot swap是Renesas一種特殊的MCU固件升級(jí)方式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，在接收新的固件過(guò)程中，不需要中斷當(dāng)前APP的運(yùn)行，這一點(diǎn)在很多應(yīng)用中是至關(guān)重要的。另外，在一般的重新編程（升級(jí)）過(guò)程中，可能出現(xiàn)復(fù)位或者斷電等外部因素，導(dǎo)致中斷向量表、基本函數(shù)等數(shù)據(jù)損壞。任何一項(xiàng)數(shù)據(jù)損壞都可能會(huì)導(dǎo)致MCU無(wú)法正常啟動(dòng)。從boot swap的特點(diǎn)分析得知，boot swap可以很好地避免這種情況。因?yàn)槿魏螘r(shí)候都可以保證MCU有一個(gè)完整的boot cluster1和app1可以運(yùn)行。所以另外一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，boot swap可以防止MCU升級(jí)失敗導(dǎo)致“變磚”。