单片机 MCU 固件打包脚本软件

1 前言

开发完 MCU 软件后,通常都会生成 hex 文件或者 bin 文件,用来做固件烧录或者升级,如果用来做产品开发,就涉及到固件版本的问题,初学者通常采用固件文件重命名来区分版本。

如果需要将版本写入固件中,就需要通过一定的方式去实现,实现的方式有很多。


2 介绍

下面介绍一个自动打包单片机固件的脚本软件,主要实现以下功能:

  • 基于 Windows 平台的单片机 MCU 固件脚本打包工具
  • 支持 hex 文件的裁剪和 hex 文件的合并
  • 可以为 hex 固件添加版本信息、Git Commit 分支和提交记录等
  • 按照版本信息命名hex固件,可生成 bin 文件等
  • 以上均可通过 ini 配置文件设置参数对 hex 文件进行操作

3 实现步骤

下面以 MDK + STM32 开发为例介绍。

3.1 __attribute__ 机制

首先了解一下__attribute__机制,它是个编译器指令,告诉编译器声明的特性,或者让编译器进行更多的错误检查和高级优化。
GUN C中可以使用__attribute__()给变量、函数和类型设置各种属性,而__attribute__的section选项可以改变段的特性;

其中__attribute__((section("section_name")))的作用是将该定义的函数或数据变量放入指定名为”section_name”段中。

无论是 GNU 还是 ARM 的编译器, 都支持__attribute__所指定的编译属性。

打开keil的options…,取消勾选下图所示,然后点击“Edit…”。

自动弹出“*.sct”文件(先编译通过再操作),下面就是 Keil 中 STM32 的链接文件,编译器会根据链接文件和__attribute__的section选项(可以自己添加一个段,分配地址和大小)等分配函数和数据变量在程序固件中的地址。

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00010000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00010000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00005000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

这里不做过多介绍了,下面介绍的方式不需要自己修改“*.sct”文件,还是采用__attribute__的section选项,只不过在section选项中指定位置即可。

__attribute__ ((section(".ARM.__at_0x08000020")))

3.2 代码实现

1. 定义一个结构体,里面定义一些软件版本相关的信息

typedef struct
{
    char szVersion[32];    // 软件版本
    char szBuildDate[32];  // 程序编译日期
    char szBuildTime[32];  // 程序编译时间
    char szCommitId[32];  // git commit id
}AppInfo_t;

2. 通过__attribute__定义一个只读结构体变量(只读的目的:防止程序改变、节约RAM),赋初值(其中__DATE___TIME__是C语言中的内置宏,分别是当前的编译日期和编译时间)。

const AppInfo_t __attribute__ ((section(".ARM.__at_0x08002000"))) sg_tAppInfo =
{
    "STM32_TEST",
    __DATE__,
    __TIME__,
    ""
};

注:STM32的代码起始地址是从0x08000000开始的,且存储中断向量表信息,因此在选择程序地址的时候一定要绕开,也不能太靠后,不然生成的bin文件超出了实际的代码固件大小,在实现bin文件升级的时候就会耗时太长。

3. 通过串口打印出来

int main(void)
{
    FML_USART_Init();

    USART_Printf(0, "Version  : %s\r\n", sg_tAppInfo.szVersion);
    USART_Printf(0, "buildTime: %s\r\n", sg_tAppInfo.szBuildDate);
    USART_Printf(0, "buildTime: %s\r\n", sg_tAppInfo.szBuildTime);
    USART_Printf(0, "commitId: %s\r\n\r\n", sg_tAppInfo.szCommitId);

    while(1);
}

4. 提交git编译后,可以看的 git commit id 值(通过 git commit 可以迅速定位是什么时候的源码进行编译的

3.3 固件打包

下载固件打包脚本,根据配置设置后,双击 bat 即可完成固件打包,然后点击下载验证即可。

需要通过 J-LINK 工具包或者 ST-Link 工具打开生成的固件进行烧录(通过Keil编译直接下载的没有用,我这里用的是 ST-Link 工具)。


4 配置文件内容

下面列举配置文件中的选项

; 文中的路径可采用绝对路径或者相对路径(相对于固件打包bat文件而言)
; 版本信息 Flash 起始地址 预留大小 前缀字符串
[version]
addr=0x08002000
size=32
strPrefix=

; Git 信息 Flash 起始地址 预留大小
[git_commit]
addr=0x08002060
size=32

[boot_file]
; Boot Hex 文件路径 文件名称
hexFilePath=.\
hexFileName=test_boot

[file]
; Hex 文件路径 文件名称
hexFilePath=.\
hexFileName=test

; 裁剪起始地址 保留大小
hexFileAddr=0x08000000
hexFileSize=0xFFFF

; 打包文件的输出路径
outputPath=.\output

[option]
; 是否合并boot固件
isMergeBootHexFile=0

; 是否生成 Bin 文件
isGenerateBin=1

; 是否裁剪 Hex 文件,根据(hexFileAddr hexFileSize)
isCropHexFile=1

; 是否添加 Git Commit 信息
isAddGitCommit=0

; 打包成功后是否清除临时文件
isClearTmpFile=1

5 下载地址

MCU固件打包脚本 

 

posted @ 2022-06-30 09:17  大橙子疯  阅读(618)  评论(0编辑  收藏  举报