嵌入式控制器分布式控制系统固件更新方式探讨
机器人、AGV等自动化设备，车身有大量嵌入式控制单元，开发及应用过程中有固件更新需求。需要探讨出一套通用的在应用编程模板。
其中涉及的通信链路有： 以太网 CAN UART
涉及应用层协议： TCP, UDP, TCP Modbus, CANopen, 485Modbus, 232Modbus以及一些开发者自定义的协议
在应用编程协议统一使用： ST IAP protocol
其中固件更新所使用的程序为python脚本。
其网络拓扑如下图
对于一级设备，可以直接由x86控制器或者交换机对外调试口进行固件更新。
对于二级设备，需要通过一级设备进行转发，完成固件更新功能。
本文主要讨论的是二级设备的固件更新方式。
更新固件的流程大致如下（以x86中运行pyscript,经一级设备，更新232Modbus设备的固件为例）：
1. pyscript发送UDP指令，将一级设备的232Modbus任务模式切换为透传模式。
2. pyscript发送UDP报文模拟Modbus指令，使二级设备跳转到 bootloader
3. pyscript发送UDP报文模拟ST IAP Protocol, 对二级设备进行固件更新
4. pyscript发送UDP报文模拟ST IAP Protocol, 修改二级设备启动选项
5. pyscript发送UDP报文模拟ST IAP Protocol, 使二级设备跳转到应用层
6. pyscript发送UDP指令，将一级设备的透传模式切换回232Modbus任务模式
为求通用性，将ST IAP Proto的设备抽象为字符流设备，chardev。
TCP UDP UART等接口均可直接抽象成对应的chardev。
对于CAN接口，将每帧8个字节拼接，作为字符流设备使用。
chardev的方法有：
chardev.open()
chardev.close()
chardev.read()
chardev.write()
chardev.ioctl()
将ST IAP Proto 本身的实现抽象为iapdev
iapdev的方法有：
iapdev.jumptoaddr(addr)
iapdev.getbootloaderversion()
iapdev.loadbin(filename, addr)
iapdev.readbin(filename, addr)
iapdev.readuint32(valueaddr)
iapdev.loaduint32(blockstartaddr, valueaddr)
iapdev.confirmack()
iapdev.forwardwrite(bytes)
iapdev.restorebootoption(blockstartaddr)
静态方法
iapdev.getxor(bytes)
iapdev.getbytesfromuint32(bytes)
iapdev.isallbytes0xff(bytes)
和一级，二级设备指令有关的方法有：
iapdev.setforwardmode()
iapdev.exitforwardmode()
iapdev.settaregetboardtobootloader()
iapdev.resettargetboard()
抽象后流程可以简化成：
1. pyscript发送一级设备指令，将一级设备的二级设备任务模式切换为透传模式。
2. pyscript发送二级设备指令，使二级设备跳转到 bootloader
3. pyscript发送ST IAP Protocol, 对二级设备进行固件更新
4. pyscript发送ST IAP Protocol, 修改二级设备启动选项
5. pyscript发送ST IAP Protocol, 使二级设备跳转到应用层
6. pyscript发送一级设备指令，将一级设备的透传模式切换回二级设备任务模式
可用函数描述为：
iapdev.setforwardmode()
iapdev.settargettobootloader()
iapdev.getbootloaderversion()
iapdev.loadbin(filename, *.bin)
iapdev.writeuint32(blockaddr, valueaddr)
iapdev.jumptoaddr(appaddr)
iapdev.exitforwardmode()
附：关于bootoption域的约定：
1. bootoption必须单独占一个flash block
2. bootoption所指明的启动类型占第一个uint32
3. bootoption的长度占第二个uint32
4. bootoption的最后一个uint32_t为域的所有字节的异或校验和