K210 kflash ISP 下载程序流程

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2022-06-09

K210详细的的程序下载流程，包括芯片侧和kflash侧

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术语

  • ISP: In System Programming, 在系统编程

kflash 下载流程

带 || 开头的是芯片侧的操作

  • || 芯片拷贝 boot rom (特定的硬件，一次性写入)中的 boot 程序到内存末尾1()，并调用运行这个 boot 程序

  • || boot 程序运行后， 从 otp 读取信息来判断是否需要从 top 中读取新的 boot，因为 boot rom 区域是一次性写入的，如果 boot 写出了 bug，可以用 otp 中写入新的 boot 来挽救，相当于芯片出厂有两次写入 boot 的机会。而事实是 k210 确实用上了这个功能

  • || 如果需要使用 otp 中的新 boot，则读取到内存末尾，但是需要在现在正在运行的 boot 前面，比如之前的末尾1是倒数16k，那么这个 otp 的 boot 就需要写到之前,比如倒数32k到倒数16k位置，然后跳转执行这个新的 boot

  • || boot 程序判断 boot 引脚是否被拉低，没被拉低则进入正常启动模式，读取整个固件到内存，然后启动，否则进入ISP模式

  • 上位机打开串口

  • 上位机通过串口的 dtr rts 来设置 boot 和 reset 引脚，保持拉低 boot引脚，然后拉低reset引脚再拉高reset引脚， 即让芯片重启的时候保持boot引脚为低电平

  • || 芯片boot程序检测，如果boot引脚被拉低了，则进入 ISP 模式(输入boot程序的一部分)

  • 上位机向芯片发送握手信号(b'\xc0\xc2\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xc0')，然后等待响应信号

  • 默认芯片是115200波特率，如果需要更高波特率，发送修改波特率命令给芯片，芯片程序(boot)修改通信波特率

  • 向芯片发送写 ramrum 程序的命令，并将需要 RAMRUM 的程序或者新的 ISP 程序发过去，写到芯片内存的起始地址

注意到，这里没有直接发送要写入到flash的程序过去让boot里面的ISP程序去写入到Flash，而是重新发送了一份ISP程序过去，后面会运行这份新的ISP程序来从串口获取固件并烧录到flash，这可以说是为了更灵活，可以自定义ISP程序，而且ISP程序的大小只要小于前面的 boot 和 otp 的新boot的大小之和就行，boot里面做这些事可能面临boot程序过大或者有bug后期更新的问题。但是代价就是每次下载程序都要花费几秒钟下载新的ISP程序，这样用户每次下载的时间会变长，所以最好的肯定是一次性把boot程序写完美，没有bug。其实也可以在boot的ISP程序中加入写如程序到flash的命令,这样是否使用新的ISP就可选

  • 向芯片发送启动 ramrum 命令

  • 如果是想在ram中运行程序，到这一步为止即可，程序已经在ram中运行了，否则往下一步

  • 接下来就是运行发送过去的新ISP程序了

  • 上位机和ISP程序握手

  • isp程序默认波特率115200，如果需要更高，这里发送更改命令让isp程序修改串口波特率

  • 通过串口发送程序文件到isp程序，isp程序写入到 flash

  • 通过串口的 dtr 和 rts 控制芯片的reset和boot引脚来正常启动，不进入 ramrum 模式，而是正常从flash加载程序启动