在物联网设备快速迭代和远程维护需求日益增长的今天，OTA（Over-the-Air）远程升级技术已成为智能硬件开发中不可或缺的一部分。
OTA 升级，指通过无线通信方式（如 Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT 等）将新固件发送到设备，实现远程软件更新。它有以下几个显著优势：
- 无需现场维护：节省人工成本，提高维护效率
- 产品生命周期内灵活迭代：快速修复 BUG、添加功能
- 提高用户体验：实时响应用户反馈
本文将详细介绍如何基于涂鸦 IoT 平台，在 STM32F103C8T6 这款经典单片机上实现 OTA 升级，助力你的产品实现远程升级，运维起来更加。
当然，不止于涂鸦平台，原理都一样，可以在任何支持的平台上实现，包括 MCU，其它型号的 MCU 也都大同小异。
核心思想非常简单，我们把整个FLASH分成4部分，bootloader，APP1，APP2，FLAG。
STM32F103C8T6 一共 64K，FLASH 一共 64 页，每页 1K，bootloader 分 8K，FLAG 分 2K，APP1 与 APP2 各 27K，也就是我们的应用程序，编译出来不能超过 27K 的大小。
bootloader 是一个独立的固件，在启动后负责检查 FLAG 区域的升级标志位以确定是否有新的固件需要升级，如果有就跳到升级部分，将 APP2 的部分 copy 到 APP1，copy 完之后再清空 FLAG 区域的升级标志，然后重启，就会运行新的 APP1 也就是升级后的程序了。
这里如果升级到一半断电了，下次重启还是会重新 copy 一次 APP2 到 APP1，因为升级标志位还没被清空，所以这里不用担心升级的时候断电导致无法重启。
bootloader 在启动的时候，如果 FLAG 区域的升级标志位没有置位，那就直接启动 APP1 就可以了。
大概原理就是这样，下面我们结合代码看下：
if(ReadFlashTest(UPFLAG) == 0x55555555) //0x55555555
{
update_firmware(APP1ADDR,APP2ADDR);
EarseFlash_1K(UPFLAG);
WriteFlash(UPFLAG,UPFlagBuffer,4);
printf("APP复制中\r\n");
NVIC_SystemReset();
}
else
{
Jump2APP(APP1ADDR);
}
从 APP2 复制到 APP1，先读一页，然后擦除，再写：
void update_firmware(uint32_t SourceAddress,uint32_t TargetAddress)
{
//先读 后擦除 后写
uint16_t i;
volatile uint32_t nK ;
nK = (TargetAddress - SourceAddress)/1024;
for(i = 0;i < nK;i++)
{
memset(cBuffer,0xff,sizeof(cBuffer));
ReadFlash(TargetAddress+i*0x0400,cBuffer,1024);
EarseFlash_1K(SourceAddress+i*0x0400);
WriteFlash(SourceAddress+i*0x0400,cBuffer,1024);
}
}
Jump2APP 函数通过验证应用程序地址、设置堆栈指针以及跳转到应用程序的入口点，促进从引导加载程序到应用程序代码的转换。
void Jump2APP(uint32_t app_address)
{
volatile uint32_t JumpAPPaddr;
if (((*(uint32_t*)app_address) &0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
{
JumpAPPaddr = *(volatile uint32_t*)(app_address + 4);
jump2app = (APP_FUNC) JumpAPPaddr;
printf("APP跳转地址：%x\r\n",app_address);
__set_MSP(*(__IO uint32_t*) app_address);
jump2app();
}
else{
printf("输入地址不合法\r\n");
}
}
volatile uint32_t JumpAPPaddr; 声明一个变量，用于存储应用程序的入口点地址（重置处理程序的地址）。volatile 关键字确保编译器不会优化对此变量的访问，因为它将从内存中读取。
if (((_(uint32_t_)app_address) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) 在 STM32 向量表中，第一个字（位于 app_address 处）是初始堆栈指针（MSP，即主堆栈指针）。检查掩码值是否指示堆栈指针位于 SRAM 中。如果为真，则该地址被视为有效，因为合法应用程序的堆栈指针应该位于 SRAM 中。
JumpAPPaddr = (volatile uint32_t)(app_address + 4); app_address + 4 指向向量表中的第二个字，该字保存重置处理程序（应用程序的入口点）的地址。
jump2app = (APP_FUNC) JumpAPPaddr; 将程序地址转换为函数指针。
__set_MSP(_(__IO uint32_t_) app_address); __set_MSP 是一个 CMSIS 函数，它使用从 app_address （应用程序的初始堆栈指针）读取的值更新 MSP 寄存器。
jump2app(); 调用函数指针 jump2app，实际上将控制权转移到应用程序的入口点。这将启动应用程序代码的执行。
bootloader 部分的设置，IROM1 的起始地址为 0x8000000，大小为 0x2000。
选择 Erase Sectors，Reset and Run，下载。
bootloader 部分就介绍到这里。
下面介绍 APP 部分。
用户的代码逻辑都在 APP 部分，APP 部分需要额外设置的比较简单，我们只需要在代码启动后重新设置一下应用程序的向量表地址。
__set_FAULTMASK(1);
SCB->VTOR = FLASH_BASE | APP1;
__set_FAULTMASK(0);
在引导加载程序跳转到应用程序后执行（例如，通过 Jump2APP）。它确保应用程序将 Cortex-M CPU 配置为其自己的向量表，设置前关闭中断，确保向量表重定位不会被中断。
这里中断向量表的起始地址就是 0x08002000 了。
这里需要注意的是，应用程序的下载地址需要设置为0x8002000，大小为0x6C00。
在 Keil 中，需要配置下编译选项 fromelf.exe --bin -o "$L@L.bin" "#L"，以生成 bin 文件。
bin 文件不同于 hex 文件，hex 文件中包含烧录地址，bin 文件中不含，所以我们可以指定 bin 文件的烧录地址。这样，在烧录的时候，就可以直接烧录 APP 到 0x08002000 了。
也就是开始需要先烧录 bootloader 文件，再烧录 app 文件，后续量产的时候，看可以把 bootloader 文件与 app 文件合并成一个文件进行烧录。
关于如何合并，我们之前发过一篇文章可以参考。
MCU OTA 方案中，BootLoader 与 APP 如何合并？（点击阅读）
APP1 运行的时候，如果检测到服务器有新的版本号，就开始执行升级指令，就会将新版本的 bin 文件，分包向 APP1 发送，APP1 接收到之后，就原封不动的将其存储到 APP2 区域，最后一包接收完之后，就将 FLAG 区域的升级标志位设置为相应的标志数据，然后重启，就回到上面的升级流程了。
#ifdef SUPPORT_MCU_FIRM_UPDATE
case UPDATE_START_CMD: //升级开始
//获取升级包大小全局变量
firm_flag = PACKAGE_SIZE;
if(firm_flag == 0) {
firm_size = 256;
}elseif(firm_flag == 1) {
firm_size = 512;
}elseif(firm_flag == 2) {
firm_size = 1024;
}
firm_length = wifi_data_process_buf[offset + DATA_START];
firm_length <<= 8;
firm_length |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 1];
firm_length <<= 8;
firm_length |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 2];
firm_length <<= 8;
firm_length |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 3];
upgrade_package_choose(PACKAGE_SIZE);
firm_update_flag = UPDATE_START_CMD;
break;
case UPDATE_TRANS_CMD: //升级传输
if(firm_update_flag == UPDATE_START_CMD)
{
//停止一切数据上报
stop_update_flag = ENABLE;
total_len = (wifi_data_process_buf[offset + LENGTH_HIGH] << 8) | wifi_data_process_buf[offset + LENGTH_LOW];
dp_len = wifi_data_process_buf[offset + DATA_START];
dp_len <<= 8;
dp_len |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 1];
dp_len <<= 8;
dp_len |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 2];
dp_len <<= 8;
dp_len |= wifi_data_process_buf[offset + DATA_START + 3];
firmware_addr = (unsigned char *)wifi_data_process_buf;
firmware_addr += (offset + DATA_START + 4);
if((total_len == 4) && (dp_len == firm_length))
{
//最后一包
ret = mcu_firm_update_handle(firmware_addr,dp_len,0);
firm_update_flag = 0;
}
elseif((total_len - 4) <= firm_size)
{
ret = mcu_firm_update_handle(firmware_addr,dp_len,total_len - 4);
}
else
{
firm_update_flag = 0;
ret = ERROR;
}
if(ret == SUCCESS)
{
wifi_uart_write_frame(UPDATE_TRANS_CMD, MCU_SEND_VER, 0);
}
//恢复一切数据上报
stop_update_flag = DISABLE;
}
break;
#endif
基本原理就是这样，关于 STM32 一些启动过程原理与涂鸦的 SDK 逻辑，本文不做详细的介绍，大家自行看一下就都懂了。
以上 OTA 代码逻辑，在实际产品中，已经量产并持续在使用，有需要的小伙伴可以参考，欢迎大家在评论区与老宇哥进行交流。
代码源文件全部工程：
通过网盘分享的文件：tuya-OTA-lightDemo1.0.0.rar
链接: https://pan.baidu.com/s/1z0Ea... 提取码: 8k17
END
来源：strongerHuang
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