前言

關(guān)于 IAP 技術(shù)，做過 bootloader 的想必很熟悉（IAP全稱 In Application Programming，即應(yīng)用編程），和 ISP（全稱 In System Programming，即系統(tǒng)編程）不同，ISP 一般都是通過專業(yè)的調(diào)試器或者下載器對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的 Flash 存儲(chǔ)器進(jìn)程編程（如JTAG等），而 IAP 技術(shù)是從結(jié)構(gòu)上將 Flash 儲(chǔ)存器映射分為兩個(gè)或者多個(gè)分區(qū)，在一個(gè)分區(qū)中對(duì)其他分區(qū)進(jìn)行編程，這個(gè)分區(qū)通常稱為 bootloader。

OTA（全稱 Over The Air Technology，即云端下載技術(shù)，也叫做“空中下載技術(shù)”），其基礎(chǔ)是 IAP 技術(shù)， 可以簡(jiǎn)單理解為 IAP 的另一種實(shí)現(xiàn)方式，通常采用的是無線升級(jí)方式（串口、CAN 等屬于“直接線控升級(jí)”），如通過藍(lán)牙近距離無線升級(jí)、ESP8266 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)等

IAP 技術(shù)方案

關(guān)于 ISP 技術(shù)這里不過多介紹，有興趣的朋友可以自己找資料看看。

在實(shí)現(xiàn) IAP 技術(shù)時(shí)，針對(duì)通過 bootloader 更新 app 程序通常會(huì)有多種實(shí)現(xiàn)方式，可不僅僅只是 Flash 劃分兩個(gè)分區(qū)，然后用 bootloader 對(duì) app 分區(qū)編程這一種方式。

劃分兩個(gè)分區(qū)，只有bootloader和app分區(qū)，這個(gè)是最簡(jiǎn)單也是最基本的功能；而在實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要考慮多種因素和需求，如：升級(jí)失敗了該怎么辦？想恢復(fù)出廠的版本怎么辦？等等一系列的問題。

開發(fā)IAP時(shí)，最基本的功能就是要有接收新程序的通信協(xié)議（用來接收固件程序，以下簡(jiǎn)稱通信協(xié)議棧），下面介紹幾種常見的實(shí)現(xiàn)方式：

bootloader 程序集成通信協(xié)議棧

以下方案是由 bootlodaer 集成通信協(xié)議棧，編程操作均在 bootloader 中實(shí)現(xiàn)，APP 程序中基本不涉及編程操作。

優(yōu)點(diǎn)：在沒有 APP 程序或者 APP 程序異常的時(shí)候也能更新程序

缺點(diǎn)：bootloader 相對(duì)復(fù)雜，且程序 Flash 占用空間大

方案一：更新程序時(shí)，發(fā)送升級(jí)指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 首先擦除當(dāng)前 APP 程序后，開始接收新的 APP 程序并直接寫入 APP 分區(qū)中。

| booloader Flash | app Flash |

方案二：更新程序時(shí)，發(fā)送升級(jí)指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 不會(huì)擦除當(dāng)前 APP 程序，而是將接收到的新 APP 程序?qū)懭雱澐趾玫目瞻?Flash 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時(shí)，才開始擦除當(dāng)前 APP 程序，并將接收完成的新 APP 程序?qū)懭搿?/p>

| booloader Flash | app Flash | 空白Flash |

方案三：更新程序時(shí)，發(fā)送升級(jí)指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 不會(huì)擦除當(dāng)前 APP 程序（APP1），而是將接收到的新 APP 程序?qū)懭胍巡脸?APP2 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時(shí)，將 APP1 程序有效標(biāo)志清除，設(shè)置 APP2 程序有效標(biāo)志，bootloader 根據(jù)有效標(biāo)志選擇需要進(jìn)入的 APP 程序 （同理：APP2下次更新程序時(shí)，先擦除 APP1 的無效程序，然后將接收的程序?qū)懭?APP1，接收完成并互轉(zhuǎn)有效標(biāo)志）。

| booloader Flash | app1 Flash | app2 Flash |

App 程序集成通信協(xié)議棧

以下方案是由 app 集成通信協(xié)議棧，編程操作在 bootloader 程序中和 APP 程序中基本都涉及；且以下方案至少需要?jiǎng)澐秩龎K區(qū)域。

優(yōu)點(diǎn)：bootloader 程序 Flash 占用空間小。

缺點(diǎn)：在沒有 APP 程序的情況下無法實(shí)現(xiàn)更新，且 Flash 容量需求大；由于 APP 程序迭代快，可能容易出現(xiàn) bug，無法對(duì)程序進(jìn)行更新。

方案四：更新程序時(shí)，app 開始接收新的 APP 程序并直接寫入劃分好的空白 Flash 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時(shí)，通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，由 bootloader 開始擦除當(dāng)前 APP 程序（可能有朋友要問，為啥不能在 app 程序中實(shí)現(xiàn)呢？請(qǐng)問你能踩著左右腳上天嗎！），并將接收完成的新 APP 程序?qū)懭耄ù朔桨?APP 和 bootloader 均涉及編程操作）。

| booloader Flash | app Flash | 空白Flash |

方案五：更新程序時(shí)，app 開始接收新的 APP 程序并直接寫入已擦除的 APP2 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時(shí)，將 APP1 程序有效標(biāo)志清除，設(shè)置 APP2 程序有效標(biāo)志，復(fù)位后，bootloader 根據(jù)有效標(biāo)志選擇需要進(jìn)入的 APP 程序 （同理：APP2下次更新程序時(shí)，先擦除 APP1 的無效程序，然后將接收的程序?qū)懭?APP1，接收完成并互轉(zhuǎn)有效標(biāo)志）（此方案只有 APP 涉及編程操作）

| booloader Flash | app1 Flash | app2 Flash |

總結(jié)

其中：

方案三和方案五由于程序運(yùn)行地址不同，因此需要對(duì) APP 分別進(jìn)行編譯鏈接，可應(yīng)用性大打折扣。

OTA 升級(jí)由于采用的無線升級(jí)方式，因此相對(duì)于“直接線控升級(jí)”來說斷連的可能性較高，出錯(cuò)的情況也較高，不適合 MCU 每次接收完一幀數(shù)據(jù)后立馬寫入。