CC2640R2: 面向Bluetooth Smart應(yīng)用的低功耗無線MCU

CC2640 R2是一款面向 Bluetooth Smart 應(yīng)用的低功耗無線 MCU。該芯片運(yùn)行TI的BLE協(xié)議棧，同時(shí)具有OAD（Over the Air Download）空中固件升級功能。

CCS是TI提供的強(qiáng)大的MCU/Processor免費(fèi)軟件開發(fā)IDE，支持TI全系列的MCU和Processor。IAR是IAR公司提供的商用軟件開發(fā)IDE。CC2640R2可以選用CCS或者IAR任意一款進(jìn)行開發(fā)。

為了提高OAD的效率，同時(shí)為了更合理的代碼架構(gòu)，TI的BLE例程都分為Application和Stack兩個(gè)工程。但是兩個(gè)工程和兩個(gè)固件，往往會造成生產(chǎn)或者OAD的不便，在此我們提供一個(gè)小竅門來改善一下這個(gè)不便。

首先我們看一下IAR/CCS的編譯結(jié)果：

IAR和CCS是開發(fā)TI的BLE方案的IDE工具。在代碼編譯完成后，都能生供下載調(diào)試用的.out文件，還有.hex文件和.bin文件。

其中.out文件帶了調(diào)試信息，主要是下載調(diào)試用。.hex文件和.bin文件都可以用于生產(chǎn)下載，但是.hex文件又帶了地址信息，crc校驗(yàn)等額外信息，所以.out和.hex都會比.bin文件大很多。因此最理想的生產(chǎn)下載文件其實(shí)還是.bin文件，同樣，對于目前CC2640R2F的OAD功能來說，.bin文件也依然是最佳選擇。

圖 1. 編譯結(jié)果

我們再來看一下CC2640R2帶OAD特性的工程：

CC2640R2帶OAD特性的工程由三個(gè)子工程構(gòu)成，BIM，application和stack。

BIM其實(shí)就是bootloader，app就是application，stack就是協(xié)議棧。

這樣的好處是升級的時(shí)候可以只單獨(dú)更新application部分，并且能大大提高OAD的速度（因?yàn)閷Υ蠖鄶?shù)客戶來說實(shí)際只需要更新application部分）。

但是這樣做的結(jié)果就有了三個(gè)獨(dú)立image文件，這會對最終的生產(chǎn)造成困擾。好在IAR或CCS等IDE工具提供了一些方法，能使我們靈活在.hex文件和.bin文件之間互相轉(zhuǎn)換，合并等等，這就是它們提供的post-build工具：post-build顧名思義就是build之后的動作。

先來看一下IAR/CCS的Post-build工具：

以Application工程為例。

IAR的Post-build工具:

圖 2. IAR Post-build

CCS的Post-build 工具:

圖 3. CCS Post-build

把IAR和CCS的Post-build 內(nèi)容拿出來，分別是：

IAR的Post-build內(nèi)容:

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe

$EXE_DIR$sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadoad_image_tool.exe

iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$..configiar_boundary.xcl

$PROJ_DIR$..stackFlashROMExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad"

CCS的Post-build內(nèi)容：

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/oad_image_tool ccs ${PROJECT_LOC} 1 FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/TOOLS/ccs_compiler_defines.bcfg ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/FlashROM/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack_FlashROM.hex -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad

上面標(biāo)紅的就是CC2640R2的SDK提供的一些腳本工具，可以在這個(gè)目錄中找到：C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestack。分別是

output_converter.exe和

oad_image_tool.exe。

SDK提供的這幾個(gè).exe文件都是Python文件轉(zhuǎn)換過來的，我們也可以把自己用Python轉(zhuǎn)成的.exe文件放這里來執(zhí)行。

上述腳本工具在Post-build中的應(yīng)用

output_converter.exe的用法：

output_converter.exe的作用：把.bin文件轉(zhuǎn)換成.hex文件。

用windows的command line可以看到它的參數(shù)配置：

圖 4. output_converter.exe的參數(shù)配置

oad_image_tool.exe的用法：

oad_image_tool.exe的作用：把特定的1個(gè)，或者多個(gè).hex文件合并，新生成一個(gè).hex文件，并轉(zhuǎn)換成加上CRC32校驗(yàn)信息的.bin文件，注意的是，新生成的.hex文件是沒有加上CRC32校驗(yàn)信息的，只有新生成的.bin文件帶。

它是特別指定了OAD要用的BIM，application，stack三個(gè)工程的某種組合，且合并的話，只能合并application和stack工程的image，所以這個(gè)工具并不是通用.hex轉(zhuǎn).bin工具，只能配合OAD用（文章后面會有通用.hex轉(zhuǎn).bin工具介紹）。

圖 5. oad_image_tool.exe的參數(shù)配置

*注意：這里說的都是application工程，編譯application工程之前，stack工程必須先編譯完成。因?yàn)楹茱@然，stack工程的.hex文件是其中的一個(gè)參數(shù)。

output_converter.exe & oad_image_tool.exe的配合：

IAR的工程配置里面，配置的是編譯好默認(rèn)輸出.bin文件，所以需要先用output_converter.exe把.bin文件轉(zhuǎn)換成.hex。

CCS則是直接生成.hex文件，CCS只要調(diào)用oad_image_tool.exe轉(zhuǎn)換成帶CRC32校驗(yàn)信息的.bin文件就可以了。

所以最后總結(jié)，不管是IAR還是CCS，都是通過post-build來轉(zhuǎn)換application和stack工程的編譯結(jié)果，并產(chǎn)生這兩個(gè)工程單個(gè)合并的.hex和.bin文件（BIM工程并不在合并之列），產(chǎn)生的.bin文件是帶OAD需要的CRC32的image校驗(yàn)信息的，而.hex文件是不帶這個(gè)CRC32校驗(yàn)信息的。

在Post-build中活用腳本工具：

用hex的方法燒錄

如果用.hex的方式去燒錄，這中間就有兩個(gè)問題：

第一就是還是得燒錄兩個(gè).hex文件：BIM的.hex，和application+stack合并的.hex。

第二就是，默認(rèn)的post-build產(chǎn)生的.hex文件不帶CRC32信息，如果直接把最終產(chǎn)生的單個(gè).hex文件和BIM工程的.hex文件燒錄至芯片，由于application鏡像的起始位置不帶有效的CRC32信息，因此BIM會認(rèn)為這是無效的鏡像，最后造成無法跳轉(zhuǎn)到application去執(zhí)行。

要解決這兩個(gè)問題，就得在application+stack的.hex起始位置加上有效CRC32校驗(yàn)信息，然后把BIM的.hex文件和application+stack的.hex文件合并，變成真正的單個(gè).hex，這樣直接下載就沒問題了。

解決方法：

首先，給application+stack的.hex文件頭部相應(yīng)位置加入CRC32信息。

實(shí)際上經(jīng)過oad_image_tool.exe合并的application+stack的.bin文件的頭部已經(jīng)有CRC32校驗(yàn)信息，而且output_converter.exe能把.bin文件轉(zhuǎn)成.hex文件，所以最快的方法自然是用output_converter.exe把已經(jīng)合并的application+stack的.bin文件再轉(zhuǎn)換成.hex就行了：

$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe -o

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin"

這個(gè)產(chǎn)生的.hex就是application+stack，并帶CRC32信息。

接下來就是把BIM的.hex和application+stack帶CRC32信息的.hex 合并。

由于SDK提供的oad_image_tool.exe是一個(gè)特殊的工具，并不能隨意合并任意的.hex文件，所以不能用這個(gè)工具來合并BIM和application+stack的.hex文件。這里提供一個(gè)能合并任意.hex文件的工具：hexmerge.exe，這個(gè)也是通過python轉(zhuǎn)換的.exe文件，后面會介紹怎么轉(zhuǎn)換的。

把hexmerge.exe放到對應(yīng)目錄下，比如：C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestackoad

用法：

$TOOLS_BLE_DIR$oadhexmerge.exe -o $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$..bim_offchip

FlashOnly Exesp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex

$EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex

把上面兩條命令加入到post-build中去，下面藍(lán)色部分：

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe $EXE_DIR$sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadoad_image_tool.exe iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$..configiar_boundary.xcl $PROJ_DIR$..stackFlashROMExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad & $TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadhexmerge.exe -o $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$..bim_offchipFlashOnlyExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex $EXE_DIR$sp_oad_offchip_cc2640r2lp_app_FlashROM_oad_merged_crc32.hex"

這樣，最終就能產(chǎn)生出一個(gè)bim+application+stack三個(gè)工程合并后的.hex文件，并且?guī)RC32校驗(yàn)，一次性下載到芯片后能直接運(yùn)行。

用bin的方法燒錄

如果用.bin的方式燒錄，那么CRC32的問題是不存在的，存在的唯一問題就是：

BIM的.bin和application+stack的.bin是兩個(gè)獨(dú)立的文件，沒法同時(shí)燒錄，也沒法分別燒錄，因?yàn)?bin文件是不帶地址信息的，比較麻煩。

最好的方法當(dāng)然是把這幾個(gè).bin文件合成一個(gè)，再進(jìn)行燒錄。但SDK提供的oad_image_tool.exe又不能直接把BIM合并進(jìn)去產(chǎn)生.bin文件，所以還是需要借助其他工具。

其實(shí)根據(jù)前面的啟發(fā)，最快的方法，只要把前面的過程中產(chǎn)生的BIM+application+stack并帶CRC32校驗(yàn)的.hex文件直接轉(zhuǎn)換成.bin文件就行了。我們借用hex2bin.exe這個(gè)工具，同樣，也是python轉(zhuǎn)換過來的.exe。

解決方法：

首先，比如也把hex2bin.exe放到下面目錄中：

C:TIsimplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45toolsblestackoad

用法：

$TOOLS_BLE_DIR$oadhex2bin.exe $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.bin

那么把這條命令加到post-build中去：

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe $EXE_DIR$sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadoad_image_tool.exe iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$..configiar_boundary.xcl $PROJ_DIR$..stackFlashROMExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad & $TOOLS_BLE_DIR$output_converteroutput_converter.exe -o $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin & $TOOLS_BLE_DIR$oadhexmerge.exe -o $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$..bim_offchipFlashOnlyExesp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex $EXE_DIR$sp_oad_offchip_cc2640r2lp_app_FlashROM_oad_merged_crc32.hex & $TOOLS_BLE_DIR$oadhex2bin.exe $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.hex $EXE_DIR$bim_app_stack_crc32.bin"

所以總結(jié)起來，只要把上面的這一整段命令復(fù)制，粘帖到IAR的post-build配置中去，我們就能通過IAR的一次編譯，自動同時(shí)可以得到一個(gè)合并了BIM，application，stack的完整的.hex和.bin文件（bim_app_stack_crc32.hex和bim_app_stack_crc32.bin），可以用于燒錄。

圖 6. IAR 最終生成的編譯結(jié)果

在CCS中的靈活用法

前面是基于IAR的配置方式，基于CCS的本質(zhì)上也是一樣，在post-build中，加入：

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/oad_image_tool ccs ${PROJECT_LOC} 1 FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/TOOLS/ccs_compiler_defines.bcfg ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/FlashROM/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack_FlashROM.hex -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad

${TOOLS_BLE_DIR}/output_converter/output_converter -o

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged.bin

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hexmerge -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex ${WORKSPACE_LOC}/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app/FlashOnly/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app.hex ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hex2bin

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.bin

這樣，編譯完application工程后，就能自動得到合并了BIM+application+stack的.hex和.bin文件（bim_app_stack_crc32.hex和bim_app_stack_crc32.bin）。

圖 7. CCS 最終生成的編譯結(jié)果

結(jié)論：

IDE工具的Post-build往往在實(shí)際開發(fā)過程中容易被忽略，其實(shí)只要靈活應(yīng)用，還是能幫助我們做很多事情的，比如本文所說針對CC2640R2F的固件的生成，靈活應(yīng)用Post-build功能就能方便產(chǎn)生我們自己需要的固件，提高工作效率。

審核編輯：郭婷