前言

關(guān)于 IAP 技術(shù)，做過 bootloader 的想必很熟悉（IAP全稱 In Application Programming，即應(yīng)用編程），和 ISP（全稱 In System Programming，即系統(tǒng)編程）不同，ISP 一般都是通過專業(yè)的調(diào)試器或者下載器對單片機(jī)內(nèi)部的 Flash 存儲器進(jìn)程編程（如JTAG等），而 IAP 技術(shù)是從結(jié)構(gòu)上將 Flash 儲存器映射分為兩個或者多個分區(qū)，在一個分區(qū)中對其他分區(qū)進(jìn)行編程，這個分區(qū)通常稱為 bootloader。

OTA（全稱 Over The Air Technology，即云端下載技術(shù)，也叫做“空中下載技術(shù)”），其基礎(chǔ)是 IAP 技術(shù)， 可以簡單理解為 IAP 的另一種實(shí)現(xiàn)方式，通常采用的是無線升級方式（串口、CAN 等屬于“直接線控升級”），如通過藍(lán)牙近距離無線升級、ESP8266 網(wǎng)絡(luò)升級等

IAP 技術(shù)方案

關(guān)于 ISP 技術(shù)這里不過多介紹，有興趣的朋友可以自己找資料看看。

在實(shí)現(xiàn) IAP 技術(shù)時，針對通過 bootloader 更新 app 程序通常會有多種實(shí)現(xiàn)方式，可不僅僅只是 Flash 劃分兩個分區(qū)，然后用 bootloader 對 app 分區(qū)編程這一種方式。

劃分兩個分區(qū)，只有bootloader和app分區(qū)，這個是最簡單也是最基本的功能；而在實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要考慮多種因素和需求，如：升級失敗了該怎么辦？想恢復(fù)出廠的版本怎么辦？等等一系列的問題。

開發(fā)IAP時，最基本的功能就是要有接收新程序的通信協(xié)議（用來接收固件程序，以下簡稱通信協(xié)議棧），下面介紹幾種常見的實(shí)現(xiàn)方式：

bootloader 程序集成通信協(xié)議棧

以下方案是由 bootlodaer 集成通信協(xié)議棧，編程操作均在 bootloader 中實(shí)現(xiàn)，APP 程序中基本不涉及編程操作。

優(yōu)點(diǎn)：在沒有 APP 程序或者 APP 程序異常的時候也能更新程序

缺點(diǎn)：bootloader 相對復(fù)雜，且程序 Flash 占用空間大

方案一：更新程序時，發(fā)送升級指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 首先擦除當(dāng)前 APP 程序后，開始接收新的 APP 程序并直接寫入 APP 分區(qū)中。

| booloader Flash | app Flash |

方案二：更新程序時，發(fā)送升級指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 不會擦除當(dāng)前 APP 程序，而是將接收到的新 APP 程序?qū)懭雱澐趾玫目瞻?Flash 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時，才開始擦除當(dāng)前 APP 程序，并將接收完成的新 APP 程序?qū)懭搿?/p>

| booloader Flash | app Flash | 空白Flash |

方案三：更新程序時，發(fā)送升級指令給到 MCU ，MCU 通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，bootloader 不會擦除當(dāng)前 APP 程序（APP1），而是將接收到的新 APP 程序?qū)懭胍巡脸?APP2 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時，將 APP1 程序有效標(biāo)志清除，設(shè)置 APP2 程序有效標(biāo)志，bootloader 根據(jù)有效標(biāo)志選擇需要進(jìn)入的 APP 程序 （同理：APP2下次更新程序時，先擦除 APP1 的無效程序，然后將接收的程序?qū)懭?APP1，接收完成并互轉(zhuǎn)有效標(biāo)志）。

| booloader Flash | app1 Flash | app2 Flash |

App 程序集成通信協(xié)議棧

以下方案是由 app 集成通信協(xié)議棧，編程操作在 bootloader 程序中和 APP 程序中基本都涉及；且以下方案至少需要劃分三塊區(qū)域。

優(yōu)點(diǎn)：bootloader 程序 Flash 占用空間小。

缺點(diǎn)：在沒有 APP 程序的情況下無法實(shí)現(xiàn)更新，且 Flash 容量需求大；由于 APP 程序迭代快，可能容易出現(xiàn) bug，無法對程序進(jìn)行更新。

方案四：更新程序時，app 開始接收新的 APP 程序并直接寫入劃分好的空白 Flash 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時，通過復(fù)位或者跳轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入 bootloader 中，由 bootloader 開始擦除當(dāng)前 APP 程序（可能有朋友要問，為啥不能在 app 程序中實(shí)現(xiàn)呢？請問你能踩著左右腳上天嗎！），并將接收完成的新 APP 程序?qū)懭耄ù朔桨?APP 和 bootloader 均涉及編程操作）。

| booloader Flash | app Flash | 空白Flash |

方案五：更新程序時，app 開始接收新的 APP 程序并直接寫入已擦除的 APP2 中，等全部接收完成并校驗(yàn)成功時，將 APP1 程序有效標(biāo)志清除，設(shè)置 APP2 程序有效標(biāo)志，復(fù)位后，bootloader 根據(jù)有效標(biāo)志選擇需要進(jìn)入的 APP 程序 （同理：APP2下次更新程序時，先擦除 APP1 的無效程序，然后將接收的程序?qū)懭?APP1，接收完成并互轉(zhuǎn)有效標(biāo)志）（此方案只有 APP 涉及編程操作）

| booloader Flash | app1 Flash | app2 Flash |

總結(jié)

其中：

方案三和方案五由于程序運(yùn)行地址不同，因此需要對 APP 分別進(jìn)行編譯鏈接，可應(yīng)用性大打折扣。

OTA 升級由于采用的無線升級方式，因此相對于“直接線控升級”來說斷連的可能性較高，出錯的情況也較高，不適合 MCU 每次接收完一幀數(shù)據(jù)后立馬寫入。