STM32 DualSlot Bootloader

STM32 Bootloader avec mise à jour du micrologiciel USB / UART

En vertu de développement, veuillez noter: ce firmware est actuellement à l'étape de développement. Les fonctionnalités peuvent changer et le code peut contenir des bogues. Utilisez avec prudence et signalez les problèmes que vous rencontrez.

Ce chargeur de démarrage pour le microcontrôleur STM32 fournit une solution robuste et riche en fonctionnalités pour les mises à jour du micrologiciel. Le chargeur de démarrage est conçu pour faciliter les mises à jour du micrologiciel via les interfaces USB ou UART internes, en utilisant un flash SPI externe pour stocker temporairement le micrologiciel.

Caractéristiques clés

• Stockage du firmware à double emplacement: le chargeur de démarrage gère deux emplacements distincts dans un flash SPI externe pour stocker différentes versions du micrologiciel. Cela permet des mises à jour sécurisées du micrologiciel avec la capacité de recul.

• Rollback du firmware: en cas de défaillance de mise à jour, le chargeur de démarrage peut revenir au firmware de travail précédent, garantissant que l'appareil reste opérationnel.

• Validation CRC32: chaque micrologiciel stocké dans le flash SPI est validé à l'aide de vérifications CRC32 pour garantir l'intégrité des données et empêcher l'exécution du firmware corrompu.

• Stockage chiffré: le chargeur de démarrage maintient toutes les données du micrologiciel stockées dans SPI Flash sous une forme chiffrée, améliorant la sécurité contre l'accès non autorisé.

• Gestion de la version: le chargeur de démarrage peut signaler la version actuelle du micrologiciel, aidant à maintenir et à suivre les versions du micrologiciel déployées sur l'appareil.

• Script Python externe: un script Python est fourni pour aider à charger un nouveau firmware sur l'appareil. Ce script facilite également les rapports de version et d'autres opérations liées au chargeur de démarrage.

Blocs logiciels

1. Bin de verrouillage (logiciel Python pour le chiffrement)

• Objectif: Cet outil Python crypte le firmware ( FW FILE ) et joint des métadonnées cruciales comme la version du micrologiciel, le nom du micrologiciel, l'identifiant du micrologiciel, l'heure de construction et la date du fichier de sortie ( BIN FILE ).
• Processus:
  • Il prend des entrées, notamment la version du micrologiciel, le nom du micrologiciel, l'ID du micrologiciel, la création et la date de l'utilisateur.
  • L'outil Lock Bin combine ces entrées avec le fichier du firmware et chiffre le package pour assurer sa sécurité pendant la transmission.
  • La sortie est un fichier binaire ( BIN FILE ) qui contient en toute sécurité le firmware crypté avec les métadonnées intégrées.
• Sortie: un fichier .fw sécurisé et chiffré qui contient toutes les métadonnées, y compris l'heure et la date de construction.

2. Application hôte (application de téléchargement du firmware)

• Objectif: L' Host App est responsable de la transmission du fichier de firmware crypté au microcontrôleur.
• Processus:
  • Il lit le fichier .fw crypté, extrait les métadonnées nécessaires à des fins de journalisation ou de validation, et établit une connexion avec le microcontrôleur via un port com (par exemple, USB / UART).
  • L'application transfère ensuite le micrologiciel crypté sur le chargeur de démarrage fonctionnant sur le microcontrôleur.
• Fonctionnalité: Facilite la communication entre le microcontrôleur et l'hôte, garantissant que le firmware est correctement téléchargé.

3. Bootloader (en cours d'exécution sur microcontrôleur)

• Objectif: Le chargeur de démarrage gère le processus de mise à jour du firmware dans le microcontrôleur.
• Processus:
  • Il reçoit le micrologiciel crypté et les métadonnées de l' Host App via USB / UART.
  • Le chargeur de démarrage vérifie l'intégrité et l'authenticité du firmware à l'aide des métadonnées (version, nom, ID FW).
  • Il décrypte ensuite le firmware et l'installe sur le microcontrôleur, gérant les vérifications ou mises à jour nécessaires.
  • Il peut également maintenir les journaux ou déclencher un retour en arrière si un problème se produit pendant le processus de mise à jour.
• Responsabilités:
  • Recevoir, vérifier et installer le firmware crypté.
  • Assurer l'intégrité et l'exactitude en fonction des métadonnées.

Ce pipeline gère en toute sécurité les mises à jour du micrologiciel, garantissant l'intégrité du processus du cryptage à l'installation. L'ajout de l'heure et de la date de construction dans le fichier .fw offre une traçabilité supplémentaire pour chaque version du micrologiciel.

Condition préalable

• Matériel: microcontrôleur STM32 avec interfaces USB et UART.
• Stockage externe: module SPI Flash connecté au microcontrôleur.
• Logiciel: Python installé sur votre machine hôte pour exécuter le script externe.

Construire le chargeur de démarrage

1. Cloner ce référentiel:

   git clone https://github.com/mayankpatel97/STM32-SPIFLASH-UART-BOOTLOADER.git
   cd STM32-SPIFLASH-UART-BOOTLOADER

2. Configurez le chargeur de démarrage à l'aide de votre IDE préféré (par exemple, STM32Cubeide) ou via la ligne de commande.

3. Créez le projet Bootloader et flashez-le sur votre microcontrôleur STM32.

Utilisation du chargeur de démarrage

1. Connectez votre appareil STM32 à votre ordinateur via USB ou UART.

2. Exécutez le script Python fourni pour charger un nouveau firmware:

   python firmware_loader.py --port /dev/ttyUSB0 --file firmware.bin

3. Le script gérera automatiquement le transfert, la validation et la gestion des versions.

4. Une fois le firmware chargé avec succès, le chargeur de démarrage effectuera une vérification CRC16 et démarrez dans le nouveau firmware ou reviendra à la version précédente si une erreur est détectée.

Procédure de recul

En cas de problème avec le firmware nouvellement chargé, le chargeur de démarrage revient automatiquement au firmware précédent stocké dans l'autre emplacement, garantissant que l'appareil reste opérationnel.

Vérification de la version du micrologiciel

Pour vérifier la version du firmware en cours d'exécution, utilisez la commande suivante:

python firmware_loader.py --port /dev/ttyUSB0 --version

Licence

Ce projet est autorisé en vertu de la licence MIT - voir le fichier de licence pour plus de détails.

Contributif

N'hésitez pas à contribuer à ce projet en soumettant des demandes de traction ou en ouvrant des problèmes pour tous les bogues ou les demandes de fonctionnalités.

Remerciements

Un merci spécial à la communauté open source pour avoir fourni des outils et des bibliothèques qui ont aidé à développer ce chargeur de démarrage.