如何通过SD卡和ymodem串口升级固件

1.文件系统简介

1.1 DFS 简介

DFS（ Device File System）是一种抽象的文件机制，RT-Thread中对文件系统的相关操作实际上都是通过操作DFS实现，也就是说DFS是对各种文件系统的抽象。DFS使的其他部分无须关心不同文件系统之间的差异，使得RT-Thread可以支持多种类型的文件系统。

1.2 DFS 框架

RT-Thread DFS 组件的主要功能特点有：

为应用程序提供统一的 POSIX 文件和目录操作接口：read、write、poll/select 等。

支持多种类型的文件系统，如 FatFS、RomFS、DevFS 等，并提供普通文件、设备文件、网络文件描述符的管理。

支持多种类型的存储设备，如 SD Card、SPI Flash、Nand Flash 等。

DFS 的层次架构如下图所示，主要分为 POSIX 接口层、虚拟文件系统层和设备抽象层。

1.3 elm-FAT文件系统简介

FatFs 是一个通用的文件系统(FAT/exFAT)模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。

1.4 使用流程

初始化 DFS 组件。

初始化具体类型的文件系统。

在存储器上创建块设备。

格式化块设备。

挂载块设备到 DFS 目录中。

当文件系统不再使用，可以将它卸载

1.5 注册elm-FAT文件系统

elm-FAT文件系统注册过程如下图所示：

1.6 挂载elm-FAT文件系统

1voidsd_mount(void*parameter) 2{ 3while(1) 4{ 5rt_thread_mdelay(500); 6if(rt_device_find("sd0")!=RT_NULL) 7{ 8if(dfs_mount("sd0","/fatfs","elm",0,0)==RT_EOK) 9{ 10LOG_I("sdcardmountto'/fatfs'"); 11break; 12} 13else 14{ 15LOG_W("sdcardmountto'/fatfs'failed!"); 16} 17} 18} 19} 20 21intstm32_sdcard_mount(void) 22{ 23rt_thread_ttid; 24 25tid=rt_thread_create("sd_mount",sd_mount,RT_NULL, 261024,RT_THREAD_PRIORITY_MAX-2,20); 27if(tid!=RT_NULL) 28{ 29rt_thread_startup(tid); 30} 31else 32{ 33LOG_E("createsd_mountthreaderr!"); 34} 35returnRT_EOK; 36} 37INIT_APP_EXPORT(stm32_sdcard_mount);

在文件系统操作表中找出elm文件系统

检查"/fatfs"路径是否存在

检查elm文件系统是否已经挂载在文件系统表中

检查文件系统表是否有空余，如果有，把空余地址指向elm文件系统

注册文件系统

调用elm文件系统的挂载接口

1.7 测试elm-FAT文件系统

在根目录下使用ls命令，可以查看目录：

2.设计界面

使用TouchGFX 4.14.0 Designer添加设置界面。增加进度条，和两个按钮，以及固件版本和更新时间的记录（记录环境变量使用的是easyflash软件包）。我这个界面设计的比较简陋，重在实现功能，审美好的人，欢迎重新设计这个界面。

依然利用TouchGFX的MVP架构，将UI命令传递到后台。
参考前边的文章：【DIY数字仪表】使用TouchGFX的MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互（2）

3.添加sd卡或者spi flash拷贝到SDRAM的代码

1boolTouchGFXHAL::blockCopy(void*RESTRICTdest,constvoid*RESTRICTsrc,uint32_tnumBytes) 2{ 3uint32_tdataOffset=(uint32_t)src; 4if(dataOffset>=0x90000000&&dataOffset< 0x92000000) 5    { 6        char *updata_pciture; 7 8        /* get the updata pciture location from Env */ 9        updata_pciture = ef_get_env("updata_pciture");   10 11        if(0 == strcmp(updata_pciture, "spi_flash")) 12        { 13            const struct fal_partition *part; 14            part = fal_partition_find("tgfx"); 15 16            dataOffset =  dataOffset - 0x90000000; 17            // for copying data from there. 18            if (part != RT_NULL) 19            { 20                fal_partition_read(part, dataOffset, (uint8_t *)dest, numBytes); 21            } 22            return true; 23        } 24        else 25        { 26            int fd; 27            struct statfs buffer; 28            if(rt_device_find("sd0") != RT_NULL) 29            { 30                if ((dfs_statfs("/",&buffer) == RT_EOK)|(dfs_mount("sd0", "/", "elm", 0, 0) == RT_EOK)) 31                { 32                    fd = open("/ER_EROM1", O_RDONLY, 0);                         33                    if (fd < 0) 34                    { 35                        rt_kprintf("open file for read failed "); 36                        return false; 37                    } 38                    dataOffset =  dataOffset - 0x90000000; 39                    lseek(fd, dataOffset, SEEK_SET); 40                    // for copying data from there. 41                    read(fd, (uint8_t *)dest, numBytes); 42                    close(fd); 43                } 44                return true;     45            } 46            else 47            { 48                return false; 49            } 50        } 51    }    52    else 53    { 54        // For all other addresses, just use the default implementation. 55        // This is important, as blockCopy is also used for other things in the core framework. 56        return HAL::blockCopy(dest, src, numBytes); 57    }    58}

此代码用来根据设置的环境变量选择从sd卡还是spi flash拷贝图片。

4.添加msh命令

1#ifdefRT_USING_FINSH 2#include 3/*exporttofinsh*/ 4FINSH_FUNCTION_EXPORT(ReadUpdataToSpiflash,ReaddataToSpiflashtest); 5 6#ifdefFINSH_USING_MSH 7staticvoidcmd_updata(intargc,char*argv[]) 8{ 9char*filename; 10 11if(argc==2) 12{ 13filename=argv[1]; 14} 15else 16{ 17filename=DEFAULT_FILENAME; 18recv_partition=DEFAULT_DOWNLOAD_PART; 19LOG_I("Defaultsavefirmwareondownloadpartition. "); 20} 21ReadUpdataToSpiflash(filename); 22} 23FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_updata,__cmd_updata,ReaddataToSpiflashtest); 24#endif/*FINSH_USING_MSH*/ 25#endif/*RT_USING_FINSH*/

添加msh命令，使通过msh命令也能升级固件，将SD的图片资源拷贝到spi flash的功能

updata命令默认将从sd卡中读取ER_IROM1.rbl固件，将固件下载到download分区。

通过updata /ER_EROM1命令，可以将sd中的图片资源拷贝到tgfx分区（spi flash中图片所在的位置）中

5.生成bin文件

在keil中添加以下命令，然后便会在binary目录下，生成外部flash和内部flash的bin文件：

利用rt_ota_packaging_tool工具，对内部flash烧录bin文件进行加密和压缩，然后将生成的ER_IROM1.rbl文件和ER_EROM1文件拷贝到SD卡中：

6.制作BootLoader

参考以下文章：STM32通用Bootloader——FOTA
rt_fota集成了ymodem的协议，在没有app的情况下，也可以通过rt_fota的ymodem命令给固件和图片资源升级。
ymodem_ota命令，默认将固件下载到download分区：

ymodem_ota -p tgfx命令，可以将sd中的图片资源拷贝到tgfx分区中：