Команда Get позволяет хосту получить версию загрузчика и поддерживаемые им команды. Когда загрузчик принимает команду Get, он передаст хосту свою версию и коды поддерживаемых команд.

[USART/LINUART/UART1/UART2/UART3]

Рис. 3. Команда Get через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне хоста.

Хост отправляет байты следующим образом.

Байт 1: 0x00 - Command ID.
Байт 2: 0xFF - Контрольная сумма (комплемент).

Рис. 4. Команда Get USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне MCU.

STM8 отправляет байты следующим образом.

Байт 1: ACK (после того, как хост отправил команду).
Байт 2: N = 5 = количество отправленных байт -1 (1 ≤ N+1 ≤ 256).
Байт 3: версия загрузчика (0 < version ≤ 255).
Байт 4: 0x00 - команда Get.
Байт 5: 0x11 - команда Read Memory.
Байт 6: 0x21 - команда Go.
Байт 7: 0x31 - команда Write Memory.
Байт 8: 0x43 - команда Erase Memory.
Байт 9: ACK.

[SPI]

Рис. 5. Команда Get через SPI на стороне хоста.

Хост отправляет байты следующим образом.

Байт 1: 0x00 - Command ID.
Байт 2: 0xFF - Контрольная сумма (комплемент).
Байт 3 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.
Байт 4 (token): 0xXY; хост ждет 0x05.
...
Байт 11 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.

Рис. 6. Команда Get через SPI - на стороне MCU.

STM8 отправляет байты следующим образом.

Байт 1: ACK.
Байт 2: N = 5 = количество отправляемых байт -1 (1 ≤ N+1 ≤ 256).
Байт 3: версия загрузчика (0 < version ≤ 255).
Байт 4: 0x00 - команда Get.
Байт 5: 0x11 - команда Read Memory.
Байт 6: 0x21 - команда Go.
Байт 7: 0x31 - команда Write Memory.
Байт 8: 0x43 - команда Erase Memory.
Байт 9: ACK.

[CAN]

Рис. 7. Команда Get через CAN на стороне хоста.

Хост посылает сообщения следующим образом.

Сообщение команды: Std ID = 0x00, код длины данных (DLC) = не имеет значения.

Рис. 8. Команда Get через CAN на стороне MCU.

STM8 посылает сообщения следующим образом.

Сообщение 1:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = ACK.
Сообщение 2:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = N = 6 = количество посылаемых байт -1 (1 ≤ N+1 ≤ 256).
Сообщение 3:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = версия загрузчика (0 < version ≤ 255).
Сообщение 4:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x00 - команда Get.
Сообщение 5:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x03 - команда Speed.
Сообщение 6:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x11 - команда Read Memory.
Сообщение 7:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x21 - команда Go.
Сообщение 8:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x31 - команда Write Memory.
Сообщение 9:  Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0x43 - команда Erase Memory.
Сообщение 10: Std ID = 0x02, DLC = 1, data = ACK.

Команда читает память (RAM, память программ Flash, данные EEPROM или регистры). Когда загрузчик получает команду Read Memory, он передает необходимые данные ((N + 1) байт) хосту, начиная с указанного в команде адреса.

Примечание: допустимыми считаются адреса RAM, памяти программ Flash, EEPROM данных и адреса регистров (см. даташит на используемый MCU). Если загрузчик принял недопустимый адрес, то произойдет ошибка (см. таблицу 10).

[USART/LINUART/UART1/UART2/UART3]

Рис. 9. Команда Read Memory через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне хоста.

Хост посылает байты в STM8 следующим образом:

Байты 1-2: 0x11+0xEE (команда и её комплемент).
Байты 3-6: начальный адрес (адрес 32-битный).
Байт 3 = MSB.
Байт 6 = LSB.
Байт 7: контрольная сумма = XOR (байт 3, байт 4, байт 5, байт 6).
Байт 8: количество байт для чтения -1 (0 ≤ N ≤ 255).
Байт 9: контрольная сумма (комплемент байта 8).

Рис. 10. Команда Read Memory через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне MCU.

[SPI]

Рис. 11. Команда Read Memory через SPI на стороне хоста.

Хост посылает байты в STM8 следующим образом:

Байт 1: 0x11 - Command ID.
Байт 2: 0xEE - комплемент команды.
Байт 3 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK от MCU.
Байты 4-7: начальный адрес (32-битный адрес).
Байт 4 = MSB.
Байт 7 = LSB.
Байт 8: контрольная сумма = XOR (байт 4, байт 5, байт 6, байт 7).
Байт 9 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK от MCU.
Байт 10: количество байт для чтения -1 (0 ≤ N ≤ 255).
Байт 11: контрольная сумма (комплемент байта 10).
Байт 12 (token): 0xXY; хост ждет 1-й байт данных.
Байт 12+N (token): 0xXY; хост ждет N+1-й байт данных.

Рис. 12. Команда Read memory через SPI на стороне MCU.

[CAN]

Сообщение CAN отправляется хостом следующим образом:

• ID содержит код команды (0x11).
• Поле данных содержит адрес назначения (4 байта, байт 1 старший, и байт 4 младший байт адреса) и количество байт (N) для чтения.

Рис. 13. Команда Read Memory через CAN на стороне хоста.

Хост посылает сообщения команды следующим образом.

Std ID = 0x11, DLC = 0x05, data = MSB, 0xXX, 0xYY, LSB, N (где 0 < N ≤ 255).

Рис. 14. Команда Read Memory через CAN на стороне MCU.

STM8 отправляет сообщения следующим образом.

Сообщение ACK: Std ID = 0x02, DLC = 1, data = ACK.
Сообщение данных 1: Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0xXX.
Сообщение данных 2: Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0xXX.
...
Сообщение данных (N+1): Std ID = 0x02, DLC = 1, data = 0xXX.

Примечание: загрузчик посылает столько сообщений данных, сколько байт можно прочитать.

Команда позволяет хосту стереть сектора Flash памяти программ и data EEPROM.

Загрузчик получает сообщение команды стирания, когда ID содержит тип команды 0x43, и поле данных содержит сектора для очистки (см. таблицу 9 с кодами секторов STM8). С размером сектора 1 килобайт получается гранулярность команды стирания в 8 блоков (1 блок = 128 байт). Если хосту надо стереть только 1 байт, то может использоваться команда записи (запись 0x00).

Описание команды Erase Memory:

1. Загрузчик принимает 1 байт, который содержит количество (N) стираемых секторов. N зависит от используемого MCU.
2. Затем загрузчик принимает (N + 1) байт, где каждый байт содержит код сектора (см. таблицу 9 с кодами секторов STM8).

Примечание: подпрограмма "стереть соответствующие сектора" выполняется в RAM. Таким образом, пользователь должен загрузить подпрограмму стирания в RAM перед отправкой команды стирания. Обратите внимание, что для некоторых версий загрузчика это не требуется (см. далее "Подпрограммы erase/write в памяти RAM").

Предупреждение: если хост отправит команду стирания, которая содержит некоторый корректный код сектора и один или большее количество запрещенных кодов сектора (см. таблицу 9 с кодами секторов STM8), то команда завершится неудачей, и ни один блок не будет стерт.

[USART/LINUART/UART1/UART2/UART3]

Рис. 15. Команда Erase Memory через USART/LINUART/UART1/2/3 на стороне хоста.

Примечания:

(1) "Total erase" стирает память программ и data EEPROM. Загрузчик сотрет всю память сектор за сектором.
(2) Размер сектора 1 килобайт одинаковый для всех MCU STM8. Таким образом, гранулярность команды стирания составляет 8 блоков. Чтобы стереть 1 байт, может использоваться команда записи.

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x43 - Command ID.
Байт 2: 0xBC - комплемент команде.
Байт 3: 0xFF или количество стираемых секторов (0 ≤ N ≤ M); если N > M, в загрузчике произойдет ошибка cmd_error, после которой загрузчик примет N+1 байт данных и контрольную сумму (т. е. хост завершит команду).

Примечание: N зависит от используемого MCU. M = (размер памяти программ Flash в килобайтах) + (размер data EEPROM в килобайтах) -1.

Пример для STM8S Series-high density: M = 129, потому что размер памяти программ Flash 128 килобайт и data EEPROM 2 килобайта (128 + 2 - 1).

Пример для STM8S Series-medium density: M = 32, потому что память программ Flash 32 килобайта, и data EEPROM 1 килобайт (32 + 1 - 1).

Байт 4 или N+1 байт: 0x00 или (N+1 байт и затем контрольная сумма: XOR(N,[N+1 байт данных])).

Пример для STM8L и STM8AL Series-low density: M = 8, потому что память программ Flash 8 килобайт и data EEPROM (256 байт) в следующем начальном 1 килобайте (8 + 1 - 1).

Байт 4 или N+1 байт: 0x00 или (N+1 байт и затем контрольная сумма: XOR(N,[N+1 байт данных])).

Рис. 16. Команда Erase Memory через USART/LINUART/UART1/2/3 на стороне MCU.

[SPI]

Рис. 17. Команда Erase Memory через SPI на стороне хоста.

Примечание: когда используется команда стирания через SPI, необходимо подождать известный интервал времени (см. блок "Задержка" на рис. 17) перед отправкой последнего token-байта. Этот интервал задержки зависит от количества стираемых секторов (N). Delay = 30 * (N + 1)[мс], здесь 0 ≤ N ≤ 32. N = 32 в случае полной очистки (total erase). См. также "Приложение C. Опции тайминга SPI".

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x43 - Command ID.
Байт 2: 0xBC - комплемент команде.
Байт 3 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.
Байт 4: 0xFF или количество стираемых секторов (0 ≤ N ≤ 32). Если N > 32, то произойдет ошибка cmd_error.
Байт 5 или N+1 байт: 0x00 или (N+1) байт, и затем контрольная сумма: XOR(N,[N+1 байт данных]).
Последний байт (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.

Рис. 18. Команда Erase Memory через SPI на стороне MCU.

[CAN]

Рис. 19. Команда Erase Memory через CAN на стороне хоста.

Примечания:

(1) Загрузчик стирает память сектор за сектором.
(2) Размер сектора 1 килобайт для всех MCU STM8. Таким образом, гранулярность команды erase составляет 8 блоков. Для стирания 1 байта может использоваться команда записи.

Хост посылает байты следующим образом.

Сообщение полного стирания: Std ID = 0x43, DLC = 0x01, data = 0xFF.
Сообщение для посекторного стирания: Std ID = 0x43, DLC = от 0x01 до 0x08, data = см. таблицу 9: с кодами секторов STM8.

Рис. 20. Команда Erase Memory через CAN на стороне MCU.

Команда позволяет хосту записать данные в любое допустимое место на карте памяти (RAM, память программ Flash, data EEPROM или регистры) начиная с указанного адреса. Поступающие данные всегда записываются в RAM перед тем, как они загружаются в ячейки памяти, которые указал хост. Затем загрузчик проверяет, хочет ли хост записать данные в RAM, или же память программ Flash/data EEPROM.

Максимальный размер записываемого блока для STM8 равен 128 байтам данных. Чтобы записать данные в ячейки памяти Flash/EEPROM, загрузчик выполняет две разные операции записи:

1. WordWrite/FastWordWrite (запись слова / быстрая запись слова): записывает байт в память Flash/EEPROM. Это используется, когда количество отправляемых хостом байт меньше 128. В этом случае загрузчик выполняет операцию N раз.
2. BlockWrite (запись блока): записывает блок в память Flash/EEPROM. Это используется, когда количество отправляемых хостом байт (N) 128, и адрес равен числу, нацело делящемуся на 128. Другими словами, для использования этой операции отправляемый хостом блок должен быть выравнен на блок памяти. Если выравнивание не соблюдается, то будет использоваться байтовая операция записи (которая работает медленнее).

См. даташит на используемый MCU, чтобы использовать допустимый адрес. Если начальный адрес недопустимый, то произойдет ошибка add_error (см. таблицу 10).

Примечание: код команды записи принятых данных по указанному адресу выполняется в RAM. Таким образом, пользователь должен предварительно загрузить подпрограмму записи в RAM перед отправкой команды записи. Обратите внимание, что для некоторых загрузчиков это не требуется (см. далее секцию "Подпрограммы erase/write в памяти RAM").

[USART/LINUART/UART1/UART2/UART3]

Рис. 21. Команда Write Memory через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне хоста.

Примечание: см. даташит на используемый MCU, чтобы использовать допустимый адрес. Если начальный адрес недопустимый, то произойдет ошибка add_error (см. таблицу 10).

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x31 - Command ID.
Байт 2: 0xCE - комплемент команды.
Bytes 3-6: начальный адрес (32-битный адрес).
Байт 3 = MSB.
Байт 6 = LSB.
Байт 7: контрольная сумма = XOR (байт 3, байт 4, байт 5, байт 6).
Байт 8: количество байт для приема -1: N = 0 ... 127. Если N > 127, то в загрузчике произойдет ошибка cmd_error.
N+1 байт: максимум 128 байт данных.
Байт контрольной суммы: XOR (N,[N+1 байт данных]).

Рис. 22. Команда Write Memory через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне MCU.

[SPI]

Рис. 23. Команда Write Memory через SPI на стороне хоста.

Примечание (1): здесь нужна задержка Delay или опрос флага занятости BUSY, если устройство это поддерживает. Задержка Delay в миллисекундах вычисляется по формуле: Delay = 8.45 x n. Здесь n это количество циклов записи (количество байт или количество блоков, см. таблицу 8).

Таблица 8. Примеры задержки.

В режиме SPI, если MCU поддерживает отправку флага занятости BUSY во время программирования памяти Flash/EEPROM, то задержка может быть заменена на опрос состояния MCU (в него посылается набор token-байтов). Во время программирования MCU посылает флаг BUSY (0xAA) через SPI. Когда программирование завершено, MCU посылает ACK/NACK, чтобы показать результат операции - завершилось программирование успешно или неудачно.

В настоящее время такой опрос возможен только для устройств STM8AF/S-medium density с модифицированными подпрограммами RAM (см. "Приложение C. Опции тайминга SPI"). На устройствах STM8L/AL-low density и STM8L/AL-high/medium+ density флаг BUSY flag посылается через интерфейс SPI.

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x31 - Command ID.
Байт 2: 0xCE - комплемент команды.
Байт 3 (token): XY; хост ждет ACK или NACK.
Байты 4 .. 7: начальный адрес (32-битный адрес).
Байт 4 = MSB.
Байт 7 = LSB.
Байт 8: контрольная сумма = XOR (байт 4, байт 5, байт 6 и байт 7).
Байт 9 (token): XY; хост ждет ACK или NACK.
Байт 10: количество байт данных для приема -1: N = 0 ... 127); если N > 127, то в загрузчике произойдет ошибка cmd_error.
N+1 байт: максимум 128 байт данных.
Байт контрольной суммы: XOR (N, [N+1 байт данных]).

Важное замечание: перед отправкой token-байта хост должен подождать, пока загрузчик завершит запись всех данных в память. См. выше описание задержки Delay (или опроса занятости).

Последний байт (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.

Рис. 24. Команда Write Memory через SPI на стороне MCU.

[CAN]

Рис. 25. Команда Write Memory через CAN на стороне хоста.

Хост посылает сообщения следующим образом.

Соообщение команды: Std ID = 0x31, DLC = 0x05, data = MSB, 0xXX, 0xYY, LSB, N. N = 0 ... 127, количество байт данных -1. Если N > 127, то в загрузчике произойдет ошибка cmd_error.
Сообщение данных 1: Std ID = 0x04, DLC_1 = 1 .. 8, data = byte_11, .., byte_18.
Сообщение данных 2: Std ID = 0x04, DLC_2 = 1 .. 8, data = byte_21, .., byte_28.
Сообщение данных 3: Std ID = 0x04, DLC_3 = 1 .. 8, data = byte_31, .., byte_38.
...
Сообщение данных M: Std ID = 0x04, DLC_M = 1 .. 8, data = byte_m1, .., byte_M8.
Сообщение контрольной суммы: Std ID = 0x04, DLC = 1, data = XOR (N,[N+1 байт данных]).

Примечания:

(1) DLC_1 + DLC_2 + ... DLC_M = 128 максимум.
(2) Загрузчик не проверяет Standard ID в сообщениях данных и контрольной суммы. Поэтому можно использовать ID от 0x00 до 0xFF, но рекомендуется все же использовать ID = 0x04.

Рис. 26. Команда Write Memory через CAN на стороне MCU.

Эта команда позволяет поменять скорость интерфейса CAN во время активной сессии с загрузчиком. Команда Speed может использоваться только если для обмена используется интерфейс CAN.

Рис. 27. Команда Speed через CAN на стороне хоста.

Примечание: после отправки новой скорости (baud rate), загрузчик посылает сообщение ACK на старой скорости. Поэтому хост ждет, пока MCU не отправит ACK, и только после этого меняет свою скорость.

Хост посылает сообщение следующим образом.

Сообщение команды: Std ID = 0x03, DLC = 0x01, data = 0xXX.

Здесь 0xXX подразумевает следующие значения, в зависимости от установленной на основе тактовой частоты HSE скорости:

0x01 -> baud rate = 125 kbps
0x02 -> baud rate = 250 kbps
0x03 -> baud rate = 500 kbps
0x04 -> baud rate = 1 Mkbps

Рис. 27. Команда Speed через CAN на стороне MCU.

Команда запускает загруженный код (или любой другой код) путем передачи управления по адресу, указанному хостом.

После того, как команда Go выполнена, области памяти программ и данных находятся в разблокированном состоянии. Приложения должны заблокировать области памяти программы и данных, чтобы установить для памяти состояние защиты по умолчанию.

Для адреса перехода должен использоваться допустимый адрес RAM, памяти программ Flash, EEPROM данных и адрес регистра (см. даташит на используемый NCU). Если загрузчик примет недопустимый адрес, то произойдет ошибка add_error (см. таблицу 10).

[USART/LINUART/UART1/UART2/UART3]

Рис. 29. Команда Go через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне хоста.

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x21 - Command ID.
Байт 2: 0xDE - комплемент команды.
Байты 3-6: адрес перехода (32-битный адрес).
Байт 3 = MSB.
...
Байт 6 = LSB.
Байт 7: контрольная сумма = XOR (байт 3, байт 4, байт 5, байт 6).

Рис. 30. Команда Go через USART/LINUART/UART1/UART2/UART3 на стороне MCU.

[SPI]

Рис. 31. Команда Go через SPI на стороне хоста.

Хост посылает байты следующим образом.

Байт 1: 0x21 - Command ID.
Байт 2: 0xDE - комплемент команды.
Байт 3 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.
Байты 4-7: адрес перехода (32-битный адрес).
Байт 4 = MSB.
...
Байт 7 = LSB.
Байт 8: контрольная сумма = XOR (байт 4, байт 5, байт 6, байт 7).
Байт 9 (token): 0xXY; хост ждет ACK или NACK.

Рис. 32. Команда Go через SPI на стороне MCU.

[CAN]

Рис. 33. Команда Go через CAN на стороне хоста.

Хост посылает сообщение следующим образом.

Сообщение команды Go: Std ID = 0x21, DLC = 0x04, data = MSB, 0xXX, 0xYY, LSB.

Рис. 34. Команда Go через CAN на стороне MCU.

Функция защиты от чтения ROP предотвращает от несанкционированного чтения памяти MCU через интерфейс SWIM. Во время своей инициализации загрузчик проверяет состояние ROP (анализом содержимого байта опций ROP), и если защита ROP разрешена, то загрузчик не активируется. Это предотвращает возможность считывания прошивки и данных через загрузчик (или возможности записи и выполнения троянского кода).

Однако на практике может понадобится не только использование защиты ROP, но и обновление прошивки, чтобы можно было записать новое firmware через IAP. Это может быть сделано через приложение пользователя и взаимодействие с загрузчиком по следующим правилам.

[Правила для обновления устройств, которые защищены ROP]

1. Устройство должно быть защищено активацией ROP (что запрещает чтение памяти через SWIM).

2. Загрузчик не активируется после сброса из-за проверки состояния ROP (чтобы запретить чтение памяти через загрузчик).

3. Приложение пользователя отвечает за разрешение обновления после аутентификации пользователя, например после проверки ввода пароля.

4. Приложение пользователя после успешной проверки аутентификации позволяет запустить загрузчик (выполнением jump по специфическому адресу загрузчика). После этого загрузчик может обновить приложение пользователя обычным образом.

По приведенным выше правилам приложение пользователя может быть обновлено через резидентный загрузчик, находящийся в ROM. Единственное условие заключается в том, что приложение пользователя (firmware) должно взаимодействовать с процессом выгрузки, как описано ниже:

• В приложении должна быть реализована процедура аутентификации (например, отправка специальной команды с паролем через интерфейс коммуникации).
• Приложение должно сделать передачу управления в точку "ROP check", где проверяется точка входа загрузчика (чтобы обойти проверку ROP загрузчиком). См. таблицу 14 в приложении B, где приведены адреса точек входа в загрузчик.

ROM-загрузчик может быть активирован хостом после сброса устройства (см. выше секцию "Активация загрузчика"). Однако загрузчик может также использоваться в приложении пользователя для различных целей. В таблице 14 перечислены основные точки входа в загрузчик, и описано, как они могут использоваться в приложении пользователя.

Таблица 14. Точки входа в загрузчик (bootloader entry point).

Примечания:

(1) Адрес зависит от версии загрузчика, и может быть изменен в его следующей, более новой версии. За последней информацией свяжитесь с локальным офисом STMicroelectronics.
(2) Для этой версии загрузчика переменная RAM по адресу 0x000099 должна быть установлена в значение 0x00 или 0x01 (0x00 = без таймаута, 0x01 = 1 секунда таймаута загрузчика).
(3) Для этой версии загрузчика переменная RAM по адресу 0x000095 должна быть установлена в значение 0x00 или 0x01 (0x00 = без таймаута, 0x01 = 1 секунда таймаута загрузчика).
(4) Для версии загрузчика 1.0 не определена точка обхода проверки защиты чтения (ROP check entry point).

Перед jump в точку входа загрузчика приложение должно сконфигурировать все используемые периферийные устройства (таймеры, периферийные устройства коммуникационных интерфейсов, ножки GPIO этих периферийных устройств) в их состояние по умолчанию после сброса, чтобы загрузчик мог корректно продолжить свое выполнение. Загрузчик был разработан с таким расчетом, что на входе получает состояние MCU после сброса (когда все периферийные устройства находятся в своем состоянии по умолчанию).

Для всех MCU перед тем, как сделать jump на точку входа в загрузчик, необходимо обновить теневые регистры прескалера TIM2 и TIM3 (prescaler shadow registers) в значение 1 с помощью следующего рекомендуемого кода:

...

// Запуск события обновления (update event),

// чтобы прескалер TIM3 обновился в значение 1:
TIM3->EGR = 0x01;

// Очистка генерируемого флага update event

// в бите TIM3_SR1 с помощью чтения и записи

// в него нуля:
TIM3->SR1;
TIM3->SR1 = 0x00;

// jump, передача управления на адрес точки входа:
_asm("jp 0x601E");
...

[SPI с проверкой состояния занятости]

Во врезках с описанием команд Erase Memory и Write Memory, работающих через SPI, содержатся рисунки с алгоритмом работы этих команд. Недостаток SPI в том, что хост управляет транзакциями с помощью опроса данных из MCU. Если MCU занят (например, он программирует память Flash), то хост получит ответ в виде последнего байта, который был записан в регистр данных SPI (это последний отправленный байт с момента предыдущего опроса). Так что у хоста нет способа определить, был ли принятый от MCU байт корректным (новым) ответом, или же это байт от предыдущего ответа.

На практике, если хост запрашивает MCU выполнить текущую команду стирания или записи (ACK или NACK от MCU после завершения операции), то хост знает, что устройство не занято и завершило операции. Таким образом, хост должен добавить подходящую минимальную задержку, чтобы позволить MCU закончить операцию (см. блок "Delay" на рис. 17 и 23). Иначе ответ не имеет смысла, и обмен получится рассинхронизированный.

Такое поведение специфично только для тех интерфейсов, работой которых управляет хост (мастер шины), таких как интерфейс SPI. Другие интерфейсы, используемые в загрузчике, включая UART и CAN, не управляются жестко мастером (и с ними MCU имеет возможность самому выполнить передачу данных без опроса хостом).

[Модифицированные RAM-подпрограммы erase/write]

Чтобы избавиться от зависимости реализации задержки на стороне хоста и ускорить обмен SPI (потому что задержка с запасом оказывается дольше времени завершения операции), разработаны специальные RAM-подпрограммы erase/write. Эти подпрограммы выполняют длительные по времени операции так же, как и стандартные операции erase/write. Когда MCU занят, он отправляет в виде ответа хосту байт занятости BUSY (0xAA). Хост может периодически запрашивать от устройства ответ, если пришел ответ BUSY, то это значит, что операция еще не завершена. После завершения операции MCU ответит байтом ACK или NACK, в зависимости от результата операции. Тогда блок алгоритма "Delay" на рисунках 17 и 23 заменяется циклом опроса, пока не будет принят ответ ACK или NACK.

Рис. 35. Удаление задержки (Delay) в модифицированных RAM-подпрограммах.

Модифицированные RAM-подпрограммы erase/write для поддержки опроса SPI предоставляются для 32-килобайтных MCU STM8AF/S. MCU STM8L/AL сами поддерживают подпрограммы RAM с ответом состояния BUSY (для них копировать подпрограммы erase/write не нужно).

Для поддержки загрузчика фирма STMicroelectronics предоставила демонстрационное приложение PC, известное как "Flash loader demonstrator", которое позволяет обновить firmware в STM8 через интерфейс UART (на стороне PC это традиционный RS-232 или виртуальный COM-порт USB CDC). Это ПО работает под операционной системой Microsoft® Windows®, и его можно загрузить с сайта www.st.com.

С этим ПО любое firmware, сохраненное в файл *.s19, может быть выгружено в устройство STM8AF/AL/L/S. ПО также выполняет проверку выгруженного firmware и автоматическое стирание памяти.

Рис. 36. Программа "Flash loader demonstrator".

Ограничение для загрузчика введено не из-за того, что загрузчик реализован неправильно, и не из-за несовместимости со спецификациями. Причина в специфике применения STM8 ROM bootloader конечным пользователем.

Чтобы предотвратить возникновение проблем, используйте способ обхода ограничения загрузчика UART, описанный далее, когда это необходимо.

[Автоопределение скорости UART]

Как упоминалось выше в секции описания настроек USART/UART, загрузчик опрашивает все периферийные устройства (UART, SPI, CAN) в ожидании байта синхронизации. Обмен с загрузчиком начинается, когда принятый байт синхронизации равен 0x7F.

Для обмена данными через UART скорость, с которой передаются данные, изначально неизвестна для загрузчика. Для SPI и CAN ситуация другая, потому что скорость SPI задается тактами хоста, а для CAN скорость по умолчанию фиксирована на 125 килобит/сек.

Перед инициализацией интерфейса UART загрузчик анализирует длительности на ножке приема UART (ножка RxD GPIO), ожидая байта синхронизации 0x7F, и по его измеренным длительностям нулей и единиц вычисляет скорость передачи. Это называется автоопределением скорости UART.

1. Мастер посылает 0x7F в виде последовательного кадра (LSB идет первым) на вход интерфейса UART. Байт 0x7F состоит из следующих частей:

– Start-бит (лог. 0).
– 7 следующих друг за другом бит лог. 1 (LSB бит идет первым).
– 1 бит в лог. 0 (MSB бит байта 0x7F).
– Бит четности even (лог. 1).
– Stop-бит (лог 1).

2. Загрузчик опрашивает уровень на ножке RxD, ожидая появления start-бита (лог. 0).

3. В момент перепада от 0 к 1 (окончание start-бита) загрузчик запускает таймер, чтобы по его счетчику измерить длительность 7 логических единичек.

4. Загрузчик останавливает таймер по спаду уровня RxD (завершение 7 следующих друг за другом бит лог. 1, в момент начала MSB). Количество тиков таймера соответствует длительности 7 логических единиц байта синхронизации 0x7F. По счетчику таймера загрузчик вычисляет длительность одного бита (количество тиков делится на 7), по этой длительности вычисляет скорость UART (baudrate), и соответствующим образом инициализирует скорость периферийного устройства UART. После этого загрузчик готов к принятию следующей команды от хоста.

[Описание ограничения UART]

Автоматическое вычисление скорости подразумевает, что хост отправит 0x7F в качестве байта синхронизации. Однако вычисление скорости будет неправильным, если хост отправит байт, отличающийся от 0x7F, потому что загрузчик ожидает семи следующих друг за другом лог. 1 вслед за start-битом фрейма. В этой ситуации возобновить обмен поможет только сброс MCU STM8.

Следовательно, хост должен отправить 0x7F после сброса, чтобы корректно запустить загрузчик на интерфейсе UART, либо не должен ничего посылать в течение 1 секунды после сброса, чтобы загрузчик не запустился, и начало выполняться приложение пользователя. Любой другой байт, отправленный загрузчику в течение 1 секунды после сброса, приведет к входу загрузчика в бесконечный цикл ожидания команды не неправильно определенной скорости.

Такая ситуация может возникнуть в приложении пользователя, если STM8 было сброшено в тот момент, когда большой объем данных передается через интерфейс UART. Тогда устройство войдет в бесконечный цикл загрузчика из-за приема нескольких "байт синхронизации".

[Обход ограничения UART]

Проблема, описанная выше, может быть исправлена по следующей методике. Она основана на модификации кода приложения и конфигурации MCU. Это рекомендуется, если Ваше приложение при запуске входит в бесконечный цикл, когда начинается обмен через UART. Необходимо выполнить следующие шаги:

1. Запретите загрузчик байтами опций (на чистых MCU загрузчик запрещен).
2. Вставьте в код своего приложения подпрограмму, которая запустит загрузчик, когда необходимо обновление firmware. Например, код приложения должен делать jump в указанную точку входа загрузчика (bootloader entry point, см. таблицу 14 в приложении B).

В результате при сбросе загрузчик не активируется, и устройство не войдет в бесконечный цикл, когда примет через UART случайные байты. После сброса загрузчик сразу запустит код приложения без всякой задержки, что также выглядит для приложения как дополнительное преимущество.

Если необходимо обновить код приложения, выполните следующую последовательность действий:

1. Нажмите специальную кнопку, которая активирует загрузчик с помощью передачи управления на указанную bootloader entry point. Необходимо гарантировать, что к UART при этом подключен хост, и он не отправляет никаких случайных байт.
2. Запустите хост для обновления кода с помощью стандартного ROM bootloader.
3. Сбросьте устройство, когда обновление завершится.

Описанный способ запуска загрузчика с помощью кнопки может быть заменен другим условием запуска загрузчика, например с помощью отправки через интерфейс специальной команды или пароля аутентификации (чтобы обновить firmware мог только авторизованный персонал).

Операция программирования может потерпеть крах в процессе обновления (например, из-за неожиданного отключения питания устройства). Тогда в загрузчик снова войти не получится, потому что код приложения не был корректно обновлен. Чтобы предотвратить возникновение такой проблемы, рекомендуется, чтобы хост выполнил следующие шаги перед входом в загрузчик:

1. Разрешение ROM bootloader через байты опций перед загрузкой кода приложения в устройство.
2. Загрузка кода приложения обычным способом с помощью ROM bootloader и проверка загрузки.
3. Повторный запрет ROM bootloader байтами опций.

Определенная группа STM8 связана с определенным кодом загрузчика. Этот код с течением времени подвергается улучшениям, и появляются новые версии загрузчика. Отличия разных версий загрузчика суммарно показаны в таблице 15 вместе с ограничениями, улучшениями и добавленными функциями.

Таблица 15. Описание ограничений, улучшений и добавленных функций в разных версиях загрузчика.