STM32 DualSlot Bootloader

STM32 Bootloader com atualização de firmware USB/UART

Em desenvolvimento, observe: este firmware está atualmente em fase de desenvolvimento. Os recursos podem mudar e o código pode conter erros. Use com cautela e relate todos os problemas que você encontrar.

Este carregador de inicialização para o microcontrolador STM32 fornece uma solução rica e rica em recursos para atualizações de firmware. O bootloader foi projetado para facilitar as atualizações de firmware através das interfaces USB ou UART internas, utilizando um flash SPI externo para armazenar o firmware temporariamente.

Principais recursos

• Armazenamento de firmware de slot duplo: o carregador de inicialização gerencia dois slots separados em flash SPI externo para armazenar diferentes versões de firmware. Isso permite atualizações seguras de firmware com capacidade de reversão.

• Rolução de firmware: No caso de uma falha de atualização, o carregador de inicialização pode reverter para o firmware de trabalho anterior, garantindo que o dispositivo permaneça operacional.

• Validação do CRC32: Cada firmware armazenado no flash SPI é validado usando verificações do CRC32 para garantir que a integridade dos dados e impedir que o firmware corrompido seja executado.

• Armazenamento criptografado: o carregador de inicialização mantém todos os dados de firmware armazenados em flash SPI de forma criptografada, aumentando a segurança contra o acesso não autorizado.

• Gerenciamento de versão: o bootloader pode relatar a versão atual do firmware, ajudando a manter e rastrear as versões do firmware implantadas no dispositivo.

• Script Python externo: Um script Python é fornecido para ajudar no carregamento do novo firmware no dispositivo. Esse script também facilita o relatório da versão e outras operações relacionadas ao carregador de inicialização.

Blocos de software

1. Lock Bin (software Python para criptografia)

• Objetivo: Esta ferramenta Python criptografa o firmware ( FW FILE ) e anexa metadados cruciais como versão do firmware, nome do firmware, ID do firmware, tempo de construção e data do arquivo de saída ( BIN FILE ).
• Processo:
  • São entradas, incluindo a versão do firmware, o nome do firmware, o ID do firmware, o tempo de criação e a data do usuário.
  • A ferramenta Lock Bin combina essas entradas com o arquivo de firmware e criptografa o pacote para garantir sua segurança durante a transmissão.
  • A saída é um arquivo binário ( BIN FILE ) que contém com segurança o firmware criptografado junto com os metadados incorporados.
• Saída: um arquivo .fw criptografado e criptografado que contém todos os metadados, incluindo o tempo e a data de construção.

2. Aplicativo host (aplicativo de upload de firmware)

• Objetivo: O Host App é responsável por transmitir o arquivo de firmware criptografado para o microcontrolador.
• Processo:
  • Ele lê o arquivo .fw criptografado, extrai os metadados necessários para fins de registro ou validação e estabelece uma conexão com o microcontrolador por meio de uma porta COM (por exemplo, USB/UART).
  • O aplicativo transfere o firmware criptografado para o carregador de inicialização em execução no microcontrolador.
• Funcionalidade: facilita a comunicação entre o microcontrolador e o host, garantindo que o firmware seja carregado corretamente.

3. Bootloader (executando no microcontrolador)

• Objetivo: o carregador de inicialização lida com o processo de atualização do firmware dentro do microcontrolador.
• Processo:
  • Ele recebe o firmware e metadados criptografados do Host App via USB/UART.
  • O carregador de inicialização verifica a integridade e a autenticidade do firmware usando os metadados (versão, nome, FW ID).
  • Em seguida, descriptografa o firmware e o instala no microcontrolador, manipulando as verificações ou atualizações necessárias.
  • Ele também pode manter logs ou acionar a reversão se ocorrer um problema durante o processo de atualização.
• Responsabilidades:
  • Receba, verifique e instale com segurança o firmware criptografado.
  • Garanta a integridade e a correção com base nos metadados.

Este pipeline lida com segurança de atualizações de firmware, garantindo a integridade do processo da criptografia à instalação. A adição de tempo de construção e data no arquivo .fw oferece mais rastreabilidade para cada versão do firmware.

Pré -requisitos

• Hardware: Microcontrolador STM32 com interfaces USB e UART.
• Armazenamento externo: módulo flash SPI conectado ao microcontrolador.
• Software: Python instalado em sua máquina host para executar o script externo.

Construindo o carregador de inicialização

1. Clone este repositório:

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

2. Configure o carregador de inicialização usando o seu IDE preferido (por exemplo, STM32Cubeide) ou via linha de comando.

3. Crie o projeto do bootloader e pisque -o no seu microcontrolador STM32.

Usando o carregador de inicialização

1. Conecte seu dispositivo STM32 ao seu computador via USB ou UART.

2. Execute o script Python fornecido para carregar um novo firmware:

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

3. O script lidará automaticamente com a transferência, validação e gerenciamento de versão.

4. Depois que o firmware for carregado com sucesso, o bootloader executará uma verificação do CRC16 e inicializará no novo firmware ou reverterá para a versão anterior se um erro for detectado.

Procedimento de reversão

No caso de um problema com o firmware recém -carregado, o carregador de inicialização reverte automaticamente para o firmware anterior armazenado no outro slot, garantindo que o dispositivo permaneça operacional.

Verificação da versão do firmware

Para verificar a versão do firmware atualmente em execução, use o seguinte comando:

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

Licença

Este projeto está licenciado sob a licença do MIT - consulte o arquivo de licença para obter detalhes.

Contribuindo

Sinta -se à vontade para contribuir com este projeto, enviando solicitações de tração ou abrindo problemas para qualquer bugs ou solicitações de recursos.

Agradecimentos

Agradecimentos especiais à comunidade de código aberto por fornecer ferramentas e bibliotecas que ajudaram no desenvolvimento deste carregador de inicialização.