介绍通过IAP的在线升级方法

在电子产品出厂前，可以通过离线烧录器，烧录夹具，或者用在线烧录器通过预留的烧录接口轻松将应用代码下载到MCU中。但是，如果产品已售出或不在研发端，又要怎样升级程序呢？今天，我们就来介绍通过IAP的在线升级方法。

先来理解两个概念ISP和IAP：

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；

2、IAP（In-Application Programming） 指MCU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。

IAP编程的实现办法

实现IAP功能，需要在设计产品的时候编写两个程序，第一部分程序是不执行正常的功能的，只是通过某种通信方式（如USB、Uart）接收固件或新的应用程序，执行对第二部分代码的更新，我们称之为Bootloader；第二部分代码是用户的应用代码，实现产品的真正功能。第一部分代码必须事先烧写（通过烧录器或仿真器）到单片机内，第二部分代码可以通过烧录器或仿真器烧录，也可以使用第一部分的IAP功能烧录。当芯片上电后，首先运行第一部分代码，如果不需要更新，则跳转到第二部分代码执行；如果检测到需要更新，则执行更新程序，更新完成后跳转到第二部分代码执行。以STM32为例，如下图：

如上图例子，Bootloader的起始地址存放在0x08000000（也是STM32芯片Flash的起始地址），程序由此执行后，跳转至复位中断入口向量地址，随后跳转到Bootloader的main函数入口， 当检测到需要升级程序，执行更新第二部分应用程序代码到地址为0x08000000 + N的Flash区域，更新完成后，跳转至第二部分应用程序的复位中断向量地址（0x08000004 + N +M）， 随后跳转至第二部分应用程序的main函数，在main函数的运行过程中，如果CPU遇到一个中断请求，PC指针强制跳转至Bootloader的中断向量表（上图中0x08000004），而不是第二部分的中断向量表，程序再根据我们设置的中断向量表偏移量，跳转到对应中断源新的中断服务程序中执行，执行完成后返回第二部分应用程序的main函数。

需要注意的地方是：第一部分程序（Bootloader）跳转的地址和第二部分应用程序的起始地址必须要保持一致，相应的中断向量表也要修改，否则程序无法正确运行。

总结

通过IAP在应用编程，在一些产品发布后可以方便地通过预留的通信口（如USB，串口，网络端口或无线传输）对产品中的固件程序进行更新升级。在使用IAP功能之前，芯片必须先通过烧录工具将实现IAP功能的Bootloader烧录到单片机内。如果Bootloader程序被破坏，产品必须返厂才能重新烧写程序，这是很麻烦并且非常耗费时间和金钱的。针对这样的需求，STM32在对Flash区域实行读保护的同时，自动地对用户Flash区的开始4页设置为写保护，这样可以有效地保证IAP程序区域不会被意外地破坏。

ZLG致远电子的P800isp是一款多通道在线脱机烧录器，用户只需将产品的烧录接口预留出来，使用P800isp即可轻松对程序进行一次烧录、二次更新，即使产品Bootloader被破坏，也能轻松解决更新问题。