基于AurixTC3xxSWAP机制的SOTA实现|附demo下载

汽车ECU开发 2023-06-10 11:59

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随着芯片资源的不断扩充，增加了App（Application）升级方式的多样性。比如，本文要讨论的SOTA（Software Updates Over The Air），通过Aurix TC3xx SWAP机制，使得App的升级更加便捷。本文讨论实现SOTA的一些关键性问题：

Aurix TC3xx的内存映射机制
SWAP配置及注意事项

Aurix TC3xx的内存映射机制

如果要支持SWAP功能，首先，硬件的内存资源需要足够。因为SWAP功能需要两个等大小的物理内存空间，用以存储程序。eg：App程序的大小为3Mbyte，如果要支持SWAP功能，至少需要硬件的PFlash空间＞6Mbyte。先看一下TC39x手册中的内存空间及映射机制：

一、Standard Address Map

不启用SOTA功能时，App程序可以存在如下所示的PF0（Program Flash0）~ PF5（Program Flash5）中，空间大小共计16Mbyte，16Mbyte的空间划分在Segement A，如下所示：

二、Alternate Address Map

启用SOTA功能时，PFlash被划分为两个Bank Group，即：A-Banks和B-Banks，这也就是我们常说的A/B分区，其中一个Banks被映射到CPU的可执行空间，这个Banks被称为激活区（Active Banks），未被映射到CPU执行空间的Banks被称为非激活区（Inactive Banks）。其中，PF0、PF1、PF4映射到A-Banks，PF2、PF3、PF5映射到B-Banks，如下所示：

对于TC39x，SWAP的空间可以达到7MByte，A/B分区如下所示：

A-Banks和B-Banks各使用7M的物理内存空间，而程序实际运行时，均可以映射到0xA0000000起始的虚拟地址空间，如下所示：

注意：

通过DMU（Data Memory Unit）操作Flash时，需要操作Pflash映射的物理地址空间。即：Active Banks擦除Inactive Banks时，需要按照Inactive Banks映射的地址空间擦/写。

eg：A-Banks（Active Banks）的起始地址0xA0000000，B-Banks（Inactive Banks）的起始地址0xA0600000，A-Banks操作Flash Driver擦/写B-Banks时，操作的起始地址为0xA0600000。

SWAP配置及注意事项

1、SWAP使用的基本流程

对于SWAP功能的使能，包括基本的4个流程：

调整Linker文件（链接文件）；
软件开发，主要指App程序开发，生成可执行文件（*.bin、*.Hex等）；
将可执行文件烧录到PFlash中；
配置SWAP，包括：A/B选择配置，SWAP使能。

对应流程如下所示：

注意：这里的Reset，不能是Application Reset，推荐System Reset。

（1）调整Linker文件

这里给出一个Linker文件调整的示意（不带HSM(Hardware Security Module)），如下所示：

对于TC397，A/B均可以分配7M空间，之后根据调整的链接文件，分别编译Project A和Project B，即：Project A对应A-Banks的Linker A，Project B对应B-Banks的Linker B，一般处理时，Linker A和Linker B共用同一个链接文件。

本文关注的核心点：Configuring SWAP。

2、SWAP配置

配置SWAP，需要配置UCB23（ORIG）和UCB31（COPY），选择映射地址。UCB位于DFlash0区域，UCB23（ORIG）和UCB31（COPY）的地址空间范围如下所示：

UCB23的格式固定如下：

SWAP的实例最多可以配置16个，但是，固件SSW（Startup Software ）只选择最后一个有效的执行。

（一）UCB_SWAP_ORIG_MARKERLx（x=0~15）

SWAP位域设置地址映射方式，即：上述提到的STD(Standard Address Map,0x55)，ALT（Alternate Address Map，0xAA），如下所示：

（二）UCB_SWAP_ORIG_MARKERHx（x=0~15）

MARKERHx中存放对应MARKERLx.SWAP的入口地址。

（三）UCB_SWAP_ORIG_CONFIRMATIONLx（x=0~15）

如果要MARKERLx.SWAP有效，需要在UCB_SWAP_ORIG_CONFIRMATIONLx寄存器中写入固定值0x57B5327F。

（四）UCB_SWAP_ORIG_CONFIRMATIONHx（x=0~15）

存放CONFIRMATIONLx.CODE的入口地址。

（五）SWAP配置的代码实现

SWAP的配置是SWAP使能的前提，如上的（1）~（4）的代码实现示意如下：

/* Memory A/B SWAP */void Swap_ConfigAndEnable(uint32 map){    /* UCB_SWAP_COPY */    ucb_erase(UCB_SWAP_COPY);    ucb_write(UCB_SWAP_COPY, map, UCB_SWAP_COPY);    ucb_write(UCB_SWAP_COPY + 8, CONFIRMEDCODE, UCB_SWAP_COPY + 8);    ucb_write(UCB_SWAP_COPY + 0x1F0, UNLOCKCODE, 0x00000000);    /* UCB_SWAP_ORIG */    ucb_erase(UCB_SWAP_ORIG);    ucb_write(UCB_SWAP_ORIG, map, UCB_SWAP_ORIG);    ucb_write(UCB_SWAP_ORIG + 8, CONFIRMEDCODE, UCB_SWAP_ORIG + 8);    ucb_write(UCB_SWAP_ORIG + 0x1F0, UNLOCKCODE, 0x00000000);
    /* Enable SWAP */    ucb_write(UCB_OTP0_COPY + 0x1E8, 0x00030000, 0x00000000);    ucb_write(UCB_OTP0_ORIG + 0x1E8, 0x00030000, 0x00000000);}

SWAP的禁用代码示意如下：

/* SWAP Disable */void swap_disable(void){    // Erase UCB31(UCB_SWAP_COPY)    ucb_erase(UCB_SWAP_COPY);    // Write Confirmation Code into UCB31    ucb_write(UCB_SWAP_COPY + 0x1F0, UNLOCKCODE, (uint32)0x00000000);
    // Delete UCB23(UCB_SWAP_ORIG)    ucb_erase(UCB_SWAP_ORIG);    // Write Confirmation Code into UCB23    ucb_write(UCB_SWAP_ORIG + 0x1F0, UNLOCKCODE, (uint32)0x00000000);
    // Erase UCB40(UCB_OTP0_COPY)    ucb_erase(UCB_OTP0_COPY);    // Write Confirmation Code into UCB40    ucb_write(UCB_OTP0_COPY + 0x1F0, UNLOCKCODE, (uint32)0x00000000);
    // Erase UCB32(UCB_OTP0_ORIG)    ucb_erase(UCB_OTP0_ORIG);    // Write Confirmation Code into UCB32    ucb_write(UCB_OTP0_ORIG + 0x1F0, UNLOCKCODE, (uint32)0x00000000);}