如何才能将Bootloader和Application关联起来

瑞萨MCU小百科 2024-06-12 694

描述

2将Application Project和

Bootloader关联起来

接下来，我们要利用该Bootloader调试目标Application Project，如何才能将Bootloader和Application关联起来呢？就需要借助刚才提到的Bootloader Project Build所生成的***.bld文件。

除了新建Project，也可以将任意一个现有的Project跟Bootloader关联起来，此时，该Project编译的地址为Primary Slot起始地址加上Header大小。

Application Project会利用.bld中的内容替代原始的链接脚本文件（linker script file）。编译的起始地址来自标号FLASH_IMAGE_START，中的值为0x00010200，可以看到，Header大小0x200已经包含进来。

另外，由于需要使用Python对Application Image进行处理，因此需要在本地安装Python以及相关插件的支持。该操作仅需执行一次。

具体的步骤如下，在Project Tree界面下找到ramcu-toolsMCUbootscripts，鼠标点击右键，Command Window，则会在打开命令行界面，并进入scripts文件夹。键入如下命令，安装Python所需的lib。

pip3 install --user -r scripts/requirements.txt

Python安装所需Lib的提示信息

Python命令中包含e² studio中的Placeholder，针对某个具体的Project，在执行的时候会解析为Workspace下的Project路径以及Project名称。

通过环境变量将Application Project关联起来

打开Application Project的属性界面，在C/C++ Build → Build Variables下添加.bld文件。

添加.bld文件到Application Project的Build Variables

同时，对Application Project Image进行签名操作所需的公钥放在Bootloader中，因此也需要将该文件链接到Application Project中，具体的实现方式如下：

添加Public Key for Sign

注意，此时Public Key for Sign依然位于Bootloader Project所在路径，该配置只是引入该文件的地址，使得在Application Project中调用Python脚本对Image进行签名操作时找到该Public Key。

另外，Image文件的版本信息可以通过添加Environment variable实现，配置方式如下：

将Image版本号添加到Environment variable

最终生成的版本信息会以4字节添加到Header中。

为保证每次Environment variables有变化或者Bootloader生成的***.bld发生改变时，Application Project都可以重新编译，需在Pre-build中增加以下内容：

rm -f ${ProjName}.elf

Pre-build step添加删除***.elf的操作

完成了以上的所有基础配置后，可以编译Application Project。在Console界面查看Build Log，可以发现编译完成后，增加了对Image文件的处理。

对Image签名操作对应的Python内容

此时生成的***.bin.signed文件包含了Header，TLV和Trailer等内容，可以被Bootloader识别并运行。利用工具打开该文件，可以发现它不同于原始的Application Image文件：

.bin.signed文件结构

开始的0x200字节是Header信息，在e² studio中通过Environment variable传入的版本信息1.0.0在0x14地址偏移上。关于其他部分的细节，感兴趣的朋友可自行查阅。

Application Image开始的0x200处，第二个4字节即当前的中断向量表起始地址，可以看到是小端格式的0x00012215，在Primary Slot地址空间（0x00010000～0x87FFF）内。

3调试Application Project

由于芯片上电后需要从0地址（具体地说是0004h地址处）的中断向量开始运行，因此，调试Application Project时需要下载Bootloader 文件，我们在Application Project的Debug Configuration中添加相关部分。

Application Project Debug Configuration Startup选项卡配置

增加对于Bootloader的加载，类型选项设定为Image and Symbols，这样调试状态下可以跟踪Bootloader中代码运行的状态。

同时，将Application Project对应的***.elf → Load type设定为Symbols only，仅下载标号。由于加载了Application Project对应的symbol，因此我们可以调试时检查代码的运行状态。但实际下载到code flash的内容是经过了Python脚本处理，增加了Header，TLV和Trailer等信息的***.bin.signed文件，因此可以通过Bootloader的安全校验。

按下Debug按钮，启动调试，PC指针会停在Bootloader的Reset向量处，从地址0xa534（低于0x10000）可以判断当前位于Bootloader地址空间范围内。

调试Application Project

点击Load Ancillary按钮，将Application Project Debug文件夹下的***.bin.signed下载到芯片上，注意选择地址为Primary Slot起始地址0x10000。

将1.0.0版本Image ***.bin.signed文件下载到Primary Slot的起始地址0x10000

在memory窗口检查当前Primary Slot中的内容，可以看到Image版本为1.0.0。

Primary Slot中存储了1.0.0版本的Image

点击Resume，可以发现PC指针停在Primary Slot的Application Project Reset向量处，此时PC指针地址0x00012264位于Primary Slot地址空间范围（0x10000～0x87FFF）。如下所示：

PC指针运行在Primary Slot中

再次点击resume，则可以观察到代码运行在Primary Slot的Application Project中。

4升级并验证

由于升级方式是基于应用层面的实现，因此依赖客户的设计。如果需要展示，则建议参考下方链接Application Note中的内容，对应的示例代码包含了遵循XModem协议利用UART传输Image。

RA6 MCU Advanced Secure Bootloader Design using MCUboot and Code Flash Dualbank Mode

在调试状态下，可以通过将待更新的Image文件下载到Secondary Slot中，重启即可使得升级生效。

在Application Project上稍作修改，比如原始的Project在EK-RA6M4上使三个LED（红绿蓝）一起闪烁，而我们将代码更新为只有一个LED（蓝色）闪烁。同时，将Image Version从1.0.0更改为1.1.0，重新Build Project，确认Debug文件夹下的.bin.signed重新生成了。

现在将1.1.0版本的Image烧录到Secondary Slot中，点击Load Ancillary，选中***.bin.signed，目标地址选择0x88000。

将1.1.0版本Image下载到Secondary Slot中

下载成功后查看Memory中的内容，可以确认Secondary Slot存储了1.1.0版本的Image。

Secondary Slot保存了1.1.0版本的Image

按下Reset按钮，使得Bootloader运行，启动代码升级。

可以看到EK-RA6M4从三颗LED闪烁变为仅有一颗蓝色LED闪烁，表明升级成功。

升级完成后查看Secondary Slot对应的Flash已经擦除，Primary Slot中保存了1.1.0版本的Image文件，如下所示。

Primary Slot保存了1.1.0版本的Image，Secondary Slot被擦除

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