STM32 DualSlot Bootloader

STM32 Bootloader dengan pembaruan firmware USB/UART

Di bawah pengembangan Harap dicatat: Firmware ini saat ini sedang dalam tahap pengembangan. Fitur dapat berubah, dan kode mungkin berisi bug. Gunakan dengan hati -hati dan laporkan masalah apa pun yang Anda hadapi.

Bootloader ini untuk mikrokontroler STM32 menyediakan solusi yang kuat dan kaya fitur untuk pembaruan firmware. Bootloader dirancang untuk memfasilitasi pembaruan firmware melalui antarmuka USB atau UART internal, menggunakan flash SPI eksternal untuk menyimpan firmware sementara.

Fitur utama

• Penyimpanan Firmware Slot Ganda: Bootloader mengelola dua slot terpisah dalam flash SPI eksternal untuk menyimpan berbagai versi firmware. Ini memungkinkan pembaruan firmware yang aman dengan kemampuan rollback.

• Firmware Rollback: Dalam hal kegagalan pembaruan, bootloader dapat kembali ke firmware kerja sebelumnya, memastikan perangkat tetap operasional.

• Validasi CRC32: Setiap firmware yang disimpan dalam flash SPI divalidasi menggunakan cek CRC32 untuk memastikan integritas data dan mencegah firmware yang rusak dari dieksekusi.

• Penyimpanan Terenkripsi: Bootloader menyimpan semua data firmware yang disimpan dalam SPI Flash dalam bentuk terenkripsi, meningkatkan keamanan terhadap akses yang tidak sah.

• Manajemen Versi: Bootloader dapat melaporkan versi firmware saat ini, membantu menjaga dan melacak versi firmware yang digunakan pada perangkat.

• Skrip Python Eksternal: Skrip python disediakan untuk membantu memuat firmware baru ke perangkat. Skrip ini juga memfasilitasi pelaporan versi dan operasi terkait bootloader lainnya.

Blok perangkat lunak

1. Lock Bin (perangkat lunak Python untuk enkripsi)

• TUJUAN: Alat Python ini mengenkripsi firmware ( FW FILE ) dan melampirkan metadata penting seperti versi firmware, nama firmware, ID firmware, waktu membangun, dan tanggal ke file output ( BIN FILE ).
• Proses:
  • Dibutuhkan input termasuk versi firmware, nama firmware, ID firmware, waktu membangun, dan tanggal dari pengguna.
  • Alat Lock Bin menggabungkan input ini dengan file firmware dan mengenkripsi paket untuk memastikan keamanannya selama transmisi.
  • Output adalah file biner ( BIN FILE ) yang dengan aman berisi firmware terenkripsi bersama dengan metadata tertanam.
• Output: File .fw yang aman dan terenkripsi yang berisi semua metadata, termasuk waktu dan tanggal pembuatan.

2. Aplikasi Host (Aplikasi Unggah Firmware)

• Tujuan: Host App bertanggung jawab untuk mengirimkan file firmware terenkripsi ke mikrokontroler.
• Proses:
  • Ini membaca file .fw terenkripsi, mengekstrak metadata yang diperlukan untuk tujuan logging atau validasi, dan membuat koneksi dengan mikrokontroler melalui port COM (misalnya, USB/UART).
  • Aplikasi kemudian mentransfer firmware terenkripsi ke bootloader yang berjalan di mikrokontroler.
• Fungsionalitas: Memfasilitasi komunikasi antara mikrokontroler dan host, memastikan bahwa firmware diunggah dengan benar.

3. Bootloader (berjalan di microcontroller)

• Tujuan: Bootloader menangani proses pembaruan firmware dalam mikrokontroler.
• Proses:
  • Ini menerima firmware dan metadata terenkripsi dari Host App melalui USB/UART.
  • Bootloader memverifikasi integritas dan keaslian firmware menggunakan metadata (versi, nama, ID FW).
  • Kemudian mendekripsi firmware dan menginstalnya di mikrokontroler, menangani cek atau pembaruan yang diperlukan.
  • Ini juga dapat mempertahankan log atau pemicu rollback jika terjadi masalah selama proses pembaruan.
• Tanggung jawab:
  • Terima dengan aman, verifikasi, dan instal firmware terenkripsi.
  • Pastikan integritas dan kebenaran berdasarkan metadata.

Pipa ini dengan aman menangani pembaruan firmware, memastikan integritas proses dari enkripsi ke instalasi. Penambahan waktu dan tanggal pembuatan dalam file .fw menawarkan penelusuran lebih lanjut untuk setiap versi firmware.

Prasyarat

• Perangkat Keras: Mikrokontroler STM32 dengan antarmuka USB dan UART.
• Penyimpanan Eksternal: Modul Flash SPI yang terhubung ke mikrokontroler.
• Perangkat Lunak: Python diinstal pada mesin host Anda untuk menjalankan skrip eksternal.

Membangun bootloader

1. Klon Repositori ini:

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

2. Konfigurasikan bootloader menggunakan IDE pilihan Anda (misalnya, STM32Cubeide) atau melalui baris perintah.

3. Bangun proyek bootloader dan kembalikan ke mikrokontroler STM32 Anda.

Menggunakan bootloader

1. Hubungkan perangkat STM32 Anda ke komputer Anda melalui USB atau UART.

2. Jalankan skrip Python yang disediakan untuk memuat firmware baru:

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

3. Skrip akan secara otomatis menangani transfer, validasi, dan manajemen versi.

4. Setelah firmware berhasil dimuat, bootloader akan melakukan pemeriksaan CRC16 dan baik boot ke firmware baru atau kembali ke versi sebelumnya jika kesalahan terdeteksi.

Prosedur rollback

Dalam hal masalah dengan firmware yang baru dimuat, bootloader secara otomatis kembali ke firmware sebelumnya yang disimpan di slot lain, memastikan perangkat tetap operasional.

Memeriksa versi firmware

Untuk memeriksa versi firmware yang sedang berjalan, gunakan perintah berikut:

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

Lisensi

Proyek ini dilisensikan di bawah lisensi MIT - lihat file lisensi untuk detailnya.

Berkontribusi

Jangan ragu untuk berkontribusi pada proyek ini dengan mengirimkan permintaan tarik atau membuka masalah untuk setiap bug atau permintaan fitur.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih khusus kepada komunitas open-source untuk menyediakan alat dan perpustakaan yang membantu dalam pengembangan bootloader ini.