一Boot swap介紹

本文主要說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區域：執行區域和臨時區域。瑞薩flash驅動程序RL78 RFD Type02用于對flash進行重新編程并執行boot swapping。本次說明主要以RL78/F24為例展開boot swapping的說明。

二RL78/F24介紹

RL78/F24新一代超低功耗汽車微控制器，非常適用于實現未來高可靠性的智能執行器和傳感器，是低端車身ECU的理想之選。作為對現有RL78/F1x MCU的創新擴展，RL78/F24可滿足未來市場的多種需求。RL78/F24具有更高的CPU性能、耐高溫能力和更強的外設功能集，非常適合各種應用。

RL78/F2x系列產品按ISO 26262標準設計而成，支持高達ASIL B的功能安全（FuSa）?？芍С指哌_EVITA-Light或更高的安全標準。AES加密模塊可處理高達256位的密鑰長度，并支持安全啟動和身份驗證功能。為了進一步提高BLDC（FOC）電機控制和DC/DC控制系統的計算性能，RL78/F2x配備了獨特的應用加速器IP，以減輕復雜的三角函數和其它計算處理所帶來的負荷。

三環境介紹

硬件

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

軟件環境

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流程

前面介紹過，boot swap的工程有兩個區域，分別是執行區域和臨時區域。本次實驗所選擇的RL78/F24的flash大小為256K，其對應的起始和結束地址如下，如果選擇其他大小的MCU，可以根據這個進行修改。

256KB閃存詳細分布如下：

升級流程

擦除Boot cluster1和臨時區域。

往Boot cluster1和臨時區域寫入新的固件。

擦除執行區域。

把臨時區域的內容拷貝到執行區域。

執行boot swap命令，交換新的boot區域程序到boot cluster0。

運行新的固件代碼。

五實現步驟

前面講了整個升級的流程，接下來對具體的實現步驟進行說明。首先是創建一個包含Boot+APP1的原始工程。通過查看板子原理圖可以知道，板子上有LED1和LED2可以用于升級成功的指示燈。Boot+APP1運行時，LED1閃爍，升級成功后LED2閃爍，說明新的Boot+APP2正在運行。需要在Smart configurator中添加引腳的配置，如下P66和P67設為out：

升級需要用到UART，添加UART0，并做如下配置：

同時需要用到RFD type02，添加如下：

所有的外設驅動添加好后，需要對section進行修改，Flash section：

RAM section：

添加完對應的section后，需要手動把對應的Flash section拷貝到RAM。方法如下，重復紅框部分代碼，一共拷貝5個section，分別為：RFD_CMN_f，RFD_CF_f，RFD_EX_f，SMP_CMN_f，SMP_CF_f。紅色方框為拷貝RFD_CMN_f的示例，其他4個section都需要按照次方法進行拷貝。

根據所選MCU改造r_cg_userdefine.h。

改造APP，在userApplicationLoop里，可以選擇LED1閃爍表示APP1運行，LED2表示升級后APP2運行。

整體代碼實現不再贅述，所有代碼完成后，編譯并燒錄到RL78/F24。使用E2-Lite連接板子燒錄和調試，串口工具用于傳輸升級文件：

正常運行后，LED1閃爍。

接下來，制作一個新的APP2，用于升級。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，空白區域填充為0xFF。

編譯后會在相應文件夾下生成一個.bin文件。

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

運行BootSwapGUI.exe，選擇256K，選擇對應的COM，打開前面生成的bin文件。

點擊START，觀察進度條，完成后，MCU會自動完成boot swap的動作，最后觀察LED2，LED2開始閃爍，說明升級成功。在升級的過程中，LED1一直保持閃爍 ，說明這種方法在升級時不影響上一個版本的運行。

總結

Boot swap是Renesas一種特殊的MCU固件升級方式。這種方式的優點是，在接收新的固件過程中，不需要中斷當前APP的運行，這一點在很多應用中是至關重要的。另外，在一般的重新編程（升級）過程中，可能出現復位或者斷電等外部因素，導致中斷向量表、基本函數等數據損壞。任何一項數據損壞都可能會導致MCU無法正常啟動。從boot swap的特點分析得知，boot swap可以很好地避免這種情況。因為任何時候都可以保證MCU有一個完整的boot cluster1和app1可以運行。所以另外一個重要的優點是，boot swap可以防止MCU升級失敗導致“變磚”。