BLE DFU:Dual Bank

Nordic默认采用Dual-Bank模式执行DFU,即将新固件的数据保存在Flash的另一区域,而不是直接覆盖当前固件程序,只有新固件接收完毕校验通过,再复制到当前固件空间。这样能保证更新过程被意外中断,不会影响到原来的程序。

(1)Flash布局

一个典型的BLE应用程序其Flash布局图如下:

部件 含义或用途
Bootloader Settings 保存固件CRC、Size等信息
MBR Paramaters 保存MBR参数
Bootloader 执行DFU
Application 应用程序
Softdevice 协议栈
MBR(Master Boot Record) 引导Bootloader

逻辑上,将Application空间分为两部分:Bank 0和Bank 1。应用程序总是放在Bank 0,紧挨着Softdevice。Bank 1通常是空余空间。

做DFU时候,接收的新固件可以存放在Bank 0,也可以放在Bank 1:

  • 如果放在Bank 0,即覆盖当前程序,称为Signle Bank DFU。
  • 如果放在Bank 1,不影响当前程序,称为Dual Bank DFU。

Nordic SDK默认采用Dual Bank,绝大多数场景都喜欢Dual Bank,除了——Flash空间不够。

Bootloader在接收数据前会检查Bank 1的大小,如果空间足够,就执行Dual Bank,否则当前应用程序,腾出空间执行Single Bank。SDK自动完成这个判断动作。

(2)部件大小

MBR、Softdevice、Bootloader和BL Settings的大小都是确定的。对于nRF52832(512kB Flash)和Softdevice 6.0.x而言,各个部件的大小如下:

部件 地址范围 空间
BL Settings 0x0007 F000 – 0x0008 0000 4 kB
MBR Params 0x0007 E000 – 0x0007 F000 4 kB
Bootloader 0x0007 8000 – 0x0007 E000 24 kB
Appl. + Free area 0x0002 0000 – 0x0007 8000 352 kB
Softdevice 0x0000 1000 – 0x0002 6000 148 kB
MBR 0x0000 0000 – 0x0000 1000 4 kB

不同芯片的Flash大小不同,对于nRF52840芯片(1024 kB),Appl. + Free area = 352 + 512 = 864 kB,而对于nRF52810(192 kB),Appl. + Free area = 352 – 320 = 32 kB。

利用这些数值,可以粗略的判断出新的固件将要执行Dual Bank还是Single Bank。

(3)升级对象

一个完整的程序中,有三个固件:Softdevice、Bootloader和Application。

SDK支持多种组合的升级模式,不过由于Nordic的协议栈(Softdevice)已经非常成熟,Bootloader职责功能相对稳定,大多数情况下都是只升级Application。

下面借图说明升级过程。

Application(Dual Bank)

新固件先存放到Bank 1,然后再擦除Bank 0,并复制到Bank 0。

Application (Single Bank)

先将Bank 0擦除,然后直接将新固件写到Bank 0。

Softdevice + Bootloader

通常Application都依赖于Softdevice,升级Softdevice意味着也要升级Application,所以要分两个步骤:

  1. 先擦除Bank 0,将Softdevice + Bootloader当做一个固件写到Bank 0,再复制到各自区域。
  2. 再用新的Bootloader将Application升级到Bank 0。

具体流程请参考这个链接

 

(完)

2 评论

  1. 用Jflash打开XX_Softdevice.hex,发现里面其实已经包含MBR.hex,MBR部分的代码好像并不是固化到里面的。

    1. 是的,Softdevice包含了MBR,文中作图专门把MBR列了出来,却没有解释清楚。MBR是一个boot,它放在0地址,芯片启动时候首先从它这里走,它的功能是跳转进入APP或Bootloader。

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