[STM32F4xx] Nucleo 보드 테스트 #21 (DFU Bootloader 프로그램 수정 : KEIL)

안녕하세요, 얼른 올려야 했는데 너무 늦었네요.

지난 번에 CUBEMX 툴로 부트로더 만들어서 실행하면 윈도우 장치 드라이버에 DFU 드라이버가 생성되는 것 까지 했었죠.

여기까지 1차로 진행이 잘 된 것이고,

두번째로 추가할 코드들이 있습니다.

두개의 파일에 손을 대야 합니다. 

main.c  과 usbd_dfu_if.c 입니다.

먼저 main.c 에서 고쳐야 할 내용은 다음과 같습니다.

1. APP 프로그램(부트로더 프로그램이 아닌) 이 현재 USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD 위치에 들어 있는지 검사하는 내용.

2. APP 가 존재하면 APP 프로그램으로 점프.

3. 강제로 부트로더 진입조건을 설정하여 DFU Upgrade 모드로 들어갈 수 있다.(User Switch를 누름으로써)

3. 존재하지 않으면 DFU Upgrade 프로그램 실행.

4. MX_USB_DEVICE_Init() 함수는 Cube MX 툴이 Source 코드를 생성할 때마다 자동으로 다시 위치를 앞쪽에 잡아 놓는데, APP 프로그램이 메모리에 없을때만 동작하도록 뒷쪽으로 위치 이동 시켜야 합니다.

해당 코드는 다음과 같습니다.

int main(void)
{
 
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  //MX_USB_DEVICE_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_Delay(500);
    printf("DFU Program Start.. \n\r");
 
    // Test if User button on the Necleo kit is pressed 
  if (HAL_GPIO_ReadPin(USER_SW_IN_GPIO_Port,USER_SW_IN_Pin) != GPIO_PIN_RESET)
  {
            printf("USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD ..[%08X]\n\r",(*(__IO uint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD));
    // Check Vector Table: Test if user code is programmed starting from address 
    //   "APPLICATION_ADDRESS" 
    if (((*(__IO uint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
    {
            printf("APP Start.. \n\r");
      // Jump to user application 
      JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD + 4);
      Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
      // Initialize user application's Stack Pointer 
      __set_MSP(*(__IO uint32_t*) USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD);
      Jump_To_Application();
    }
  }
    
    printf("DFU Upgrade Mode Start.. \n\r");
  MX_USB_DEVICE_Init();
 
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */
 
  /* USER CODE BEGIN 3 */
 
  }
  /* USER CODE END 3 */
 
}

여기서 설명이 좀 필요한 부분이 APP 시작 주소를 검사하여 프로그램이 메모리에 들어있는지를 검사하는 코드인데,

해당 코드는 다음과 같습니다.

    if (((*(__IO uint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
    {
 
    }

APP 시작 주소(USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD)는 나중에 부트로더에 의해 Upload될 APP프로그램이 위치할 시작 주소입니다.

이 위치에는 Stack 포인터가 위치하는데, 이 Stack Pointer 는 램 영역 내에 주소값을 갖어야 정상적인 프로그램으로 인식합니다.

128KByte 의 램영역은 0x2000 0000 ~ 0x2001 FFFF 입니다.

위의 계산식을 풀어서 쓰면 

if ( (*(__IO uint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD) >= 0x20000000  && \
     (*(__IO uint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD) <  0x20020000       )
{
}

와 같습니다.

풀어서 보면 쉽게 아시겠죠? 저도 처음에 왜 이렇게 쓰는지 골머리를 알았습니다. ^^

그다음에 __set_MSP() 함수로 스택포인터를 초기화한 후, user Application 프로그램으로 점프하면 Upload된 user 프로그램이 실행됩니다.

이번에는 usbd_dfu_if.c 의 내용을 수정해야 하는데, 추가할 내용이 꽤 많네요.

내용의 설명은 하지 않고 수정할 코드만 표시하겠습니다. 내용은 내부 Flash 메모리 읽기/쓰기/지우기 내용들입니다.

내부 Flash 메모리 읽기/쓰기/지우기 내용은 나중에 따로 다룰 예정입니다.

다음과 같은 함수를 추가합니다.

/* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_DECLARATION */
static uint32_t GetSectorSize(uint32_t Sector);
static uint32_t GetSector(uint32_t Address);
/* USER CODE END PRIVATE_FUNCTIONS_DECLARATION */
 
/* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */
static uint32_t GetSector(uint32_t Address)
{
  uint32_t sector = 0;
  
  if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_0))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_0;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_1))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_1;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_3) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_2))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_2;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_4) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_3))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_3;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_5) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_4))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_4;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_6) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_5))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_5;  
  }
  else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_7) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_6))
  {
    sector = FLASH_SECTOR_6;  
  }
  else/*(Address < FLASH_END_ADDR) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_7))*/
  {
    sector = FLASH_SECTOR_7;  
  }
 
  return sector;
}
 
/**
  * @brief  Gets sector Size
  * @param  None
  * @retval The size of a given sector
  */
static uint32_t GetSectorSize(uint32_t Sector)
{
  uint32_t sectorsize = 0x00;
  if((Sector == FLASH_SECTOR_0) || (Sector == FLASH_SECTOR_1) || (Sector == FLASH_SECTOR_2) ||\
     (Sector == FLASH_SECTOR_3) )
  {
    sectorsize = 16 * 1024;
  }
  else if(Sector == FLASH_SECTOR_4)
  {
    sectorsize = 64 * 1024;
  }
  else
  {
    sectorsize = 128 * 1024;
  }  
  return sectorsize;
}
 

내용이 빈 함수들에 다음과 같이 추가합니다.

uint16_t MEM_If_Init_FS(void) 함수

uint16_t MEM_If_Init_FS(void)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 0 */ 
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 0 */ 
}
 
// 다음과 같이 수정
uint16_t MEM_If_Init_FS(void)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 0 */ 
    HAL_FLASH_Unlock();  
    __HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR |  
                           FLASH_FLAG_PGAERR | FLASH_FLAG_PGPERR | FLASH_FLAG_PGSERR);  
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 0 */ 
}

uint16_t MEM_If_DeInit_FS(void) 함수

uint16_t MEM_If_DeInit_FS(void)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 1 */ 
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 1 */ 
}
 
// 다음과 같이 수정
uint16_t MEM_If_DeInit_FS(void)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 1 */ 
    HAL_FLASH_Lock();  
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 1 */ 
}

uint16_t MEM_If_Erase_FS(uint32_t Add) 함수

uint16_t MEM_If_Erase_FS(uint32_t Add)
{
  /* USER CODE BEGIN 2 */ 
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 2 */ 
}
 
// 다음과 같이 수정
uint16_t MEM_If_Erase_FS(uint32_t Add)
{
  /* USER CODE BEGIN 2 */ 
    uint32_t UserStartSector;  
    uint32_t SectorError;  
    FLASH_EraseInitTypeDef pEraseInit;  
    MEM_If_Init_FS();  
    
    UserStartSector = GetSector(Add);  
    
    pEraseInit.TypeErase = TYPEERASE_SECTORS;  
    pEraseInit.Sector = UserStartSector;  
    pEraseInit.NbSectors = 3;  
    pEraseInit.VoltageRange = VOLTAGE_RANGE_3;  
    if(HAL_FLASHEx_Erase(&pEraseInit,&SectorError)!=HAL_OK)  
    {  
            return (USBD_FAIL);  
    }     
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 2 */ 
}

uint16_t MEM_If_Write_FS(uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len) 함수

uint16_t MEM_If_Write_FS(uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 3 */ 
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 3 */ 
}
 
// 다음과 같이 수정
uint16_t MEM_If_Write_FS(uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 3 */ 
    uint32_t i = 0;   
    for(i = 0; i < Len; i = i + 4)  
    {  
            if(HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD,(uint32_t)(dest + i),*(uint32_t *)(src + i)) == HAL_OK)  
            {  
                    if(*(uint32_t *)(src + i) != *(uint32_t *)(dest + i))  
                    {  
                            return 2;  
                    }  
            }  
            else  
            {  
                    return 1;  
            }  
    }     
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 3 */ 
}

uint8_t *MEM_If_Read_FS (uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len)함수

uint8_t *MEM_If_Read_FS (uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len)
{
  /* Return a valid address to avoid HardFault */
  /* USER CODE BEGIN 4 */ 
  return (uint8_t*)(USBD_OK);
  /* USER CODE END 4 */ 
}
 
// 다음과 같이 수정
uint8_t *MEM_If_Read_FS (uint8_t *src, uint8_t *dest, uint32_t Len)
{
  /* Return a valid address to avoid HardFault */
  /* USER CODE BEGIN 4 */ 
    uint32_t i = 0;  
    uint8_t *psrc = src;  
    for( i = 0; i < Len ; i++ )  
    {  
            dest[i] = *psrc++;  
    }  
  return (uint8_t*)(USBD_OK);
  /* USER CODE END 4 */ 
}

uint16_t MEM_If_GetStatus_FS (uint32_t Add, uint8_t Cmd, uint8_t *buffer) 함수

uint16_t MEM_If_GetStatus_FS (uint32_t Add, uint8_t Cmd, uint8_t *buffer)
{
  /* USER CODE BEGIN 5 */ 
  switch (Cmd)
  {
  case DFU_MEDIA_PROGRAM:
 
    break;
    
  case DFU_MEDIA_ERASE:
  default:
 
    break;
  }                             
  return  (USBD_OK);
  /* USER CODE END 5 */  
}
 
// 다음과 같이 수정
uint16_t MEM_If_GetStatus_FS (uint32_t Add, uint8_t Cmd, uint8_t *buffer)
{
  /* USER CODE BEGIN 5 */ 
    uint16_t FLASH_PROGRAM_TIME = 50;  
    uint16_t FLASH_ERASE_TIME = 50;  
  switch (Cmd)
  {
  case DFU_MEDIA_PROGRAM:
        buffer[1] = (uint8_t)FLASH_PROGRAM_TIME;  
        buffer[2] = (uint8_t)(FLASH_PROGRAM_TIME << 8);  
        buffer[3] = 0;  
    break;
    
  case DFU_MEDIA_ERASE:
  default:
        buffer[1] = (uint8_t)FLASH_ERASE_TIME;  
        buffer[2] = (uint8_t)(FLASH_ERASE_TIME << 8);  
        buffer[3] = 0;  
    break;
  }                             
  return  (USBD_OK);
  /* USER CODE END 5 */  
}