升级链路概览

本地升级走的是标准三段式链路：

维护电脑 ──USB转RS485──▶ 现场485总线 ──USART3──▶ STM32

整个过程分为两个阶段：

  1. App 运行态：通过 Modbus RTU 发送维护命令，触发 Bootloader 进入
  2. Bootloader 态：通过 YMODEM-C 协议接收固件镜像，校验后写入 Flash

两个阶段使用同一物理串口（USART3），但协议完全不同——App 态跑 Modbus RTU，Bootloader 态跑 YMODEM。

第一阶段：App 触发进入 Bootloader

设备在 App 运行态时，通过 Modbus RTU 从站（地址 0x0A）发送维护命令。

解锁

先向寄存器 0x0030 写入解锁口令 0xA55A，获得 30 秒维护窗口：

0A 06 00 30 A5 5A 73 D5

进入 Bootloader

向寄存器 0x0031 写入命令 0x0005（G780S_CMD_ENTER_BOOT_UPGRADE）：

0A 06 00 31 00 05 19 7D

App 收到后执行以下操作：

// 写入升级请求状态
Upgrade_RequestBootMode(UPGRADE_SOURCE_LOCAL);
// 软件复位
NVIC_SystemReset();

复位后 Bootloader 接管 USART3，设备不再响应 Modbus 维护寄存器。

第二阶段：Bootloader 通信参数

参数值
物理串口USART3
485 方向控制PA5
波特率115200, 8N1
传输协议YMODEM-C

Bootloader 进入升级态后，会周期性发送 C（0x43），表示请求使用 CRC16 的 YMODEM 会话。维护电脑收到 C 后开始发送头包和数据包。

YMODEM 协议适配

工程里的 YMODEM 不是原样照搬 ST IAP 示例，而是做了项目内适配：

  • 去掉了 flash_if / menu / common / UartHandle 等示例工程依赖
  • 改为由 Bootloader 提供串口收发回调和 Flash 写入回调
  • 保留 YMODEM 的 SOH / STX / EOT / ACK / NAK / C 交互方式
  • 保留每包 CRC16-CCITT / XMODEM 校验

回调结构体定义：

const YmodemReceiveConfig config = {
    .read_byte   = BootProtocol_YmodemReadByte,   // 逐字节读取
    .write_bytes = BootProtocol_YmodemWriteBytes,  // RS-485 方向切换 + 发送
    .on_start    = BootProtocol_YmodemStart,       // 头包回调 → 擦除 Flash
    .on_data     = BootProtocol_YmodemData,        // 数据包回调 → 写入 Flash
};

头包（Packet #0）元数据

YMODEM 头包里使用文件名和文件信息字段传递元数据：

文件名：App.bin
文件信息：<image_size> 0x<crc32> <target_fw_version> <sha256_hex>

示例：

123456 0x89ABCDEF 0 e1f6011e54799d1fd4ba165ba0d612c2c2c26b809600266df06d48690f92f5c5

四个字段含义：

字段格式说明
镜像字节数十进制用于校验文件完整性
整包 CRC32十六进制与最终校验值比对
目标固件版本十六进制本地升级默认填 0
整包 SHA-25664 字符小写十六进制写入状态页供后续复核

数据包格式

支持两种包格式，根据文件大小自动选择：

格式包大小适用场景
SOH（0x01）128 字节小文件或最后一块
STX（0x02）1024 字节常规大文件传输

Bootloader 内部状态机

Bootloader 使用升级状态页持久化当前状态，共 7 个状态：

值名称说明
0x0000IDLE空闲，等待 App 请求
0x0001REQUESTEDApp 已请求进入升级
0x0002ERASING正在擦除 App 区
0x0003PROGRAMMING正在写入固件
0x0004VERIFYING正在做最终校验
0x0005DONE升级完成，可跳 App
0x0006FAILED升级失败，停留 Bootloader

状态流转路径：

IDLE → REQUESTED → ERASING → PROGRAMMING → VERIFYING → DONE
                    ↓            ↓            ↓          ↓
                  FAILED  ←──────┴────────────┴──────────┘

每个状态都持久化到 Flash，即使中途掉电，重启后也能从上次状态继续。

错误码体系

Bootloader 定义了 14 种错误码，覆盖从传输到校验的完整链路：

错误码名称说明
0x0000BOOT_ERR_NONE无错误
0x0001BOOT_ERR_BAD_FRAMEYMODEM 会话异常或发送方主动中止
0x0003BOOT_ERR_BAD_LENGTH包长度非法
0x0004BOOT_ERR_BAD_STATE当前状态不允许写包
0x0005BOOT_ERR_BAD_SIZE镜像大小越界
0x0006BOOT_ERR_FLASH_ERASEFlash 擦除失败
0x0007BOOT_ERR_FLASH_PROGRAMFlash 编程失败
0x0008BOOT_ERR_BAD_OFFSET顺序写入偏移异常
0x0009BOOT_ERR_VERIFY通用验证失败兜底
0x000ABOOT_ERR_NOT_COMPLETE收包未完成就试图结束
0x000BBOOT_ERR_PACKET_CRCYMODEM 包 CRC16 错误或会话错误过多
0x000CBOOT_ERR_TIMEOUT_RECOVERY升级长时间卡住后自动恢复
0x000DBOOT_ERR_STATE_CRC升级状态页 CRC16 非法
0x000EBOOT_ERR_VERIFY_CRC32整包 CRC32 校验失败
0x000FBOOT_ERR_VERIFY_SHA256整包 SHA-256 校验失败
0x0010BOOT_ERR_VECTOR_INVALIDApp 向量表非法

Python 升级脚本

PC 侧使用 stm32_local_upgrade.py 脚本完成升级，内部自动处理：

  • 计算整包 CRC32 和 SHA-256
  • 将元数据写入 YMODEM 头包
  • 自动选择 128 或 1024 字节数据包
  • 等待 Bootloader 握手 C 字符

依赖安装：

python -m pip install pyserial

典型用法：

python stm32_local_upgrade.py run --port COM12 --timeout 5 --verbose

带目标版本号：

python stm32_local_upgrade.py run --port COM12 --target-fw-version 0x010200 --timeout 5

保护策略

升级过程中只擦写 App 区，参数区和诊断区不参与擦除。中途掉电后设备停留在 Bootloader，允许重新完整发送。若连续多次上电仍卡在升级进行中，且当前 App 仍有效，则自动标记为超时失败并回 App。

排障指南

现象排查方向
PC 一直等不到 C检查设备是否真的进入 Bootloader（复位后观察串口）
头包发出后被双 CA 中止镜像大小是否超出 App 区
传输完成但设备不跳转 App检查向量表是否正确、链接地址是否为 0x08008000
数据发到末尾失败App.bin 是否由正确的 target 导出