LV01-01-AliOSThings-08-OTA

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本文主要是OTA功能功能的分析与体验的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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TLSR8258 Datasheet Datasheet for Telink BLE + IEEE802.15.4 MultiStandard Wireless SoC TLSR8258
参考资料 AliOS Things 3.0 应用开发指南 这个只是一篇参考文章，里面是一些环境搭建相关的，可以参考
IP知识百科 - 华为 (huawei.com) IP的一些相关知识点
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蓝牙规范相关文档 Core Specification 5.2 核心规格 5.2，该规范定义了创建可互操作的Bluetooth 设备所需的技术。
《Core_v5.2.pdf》
Mesh Model(v1.1) 本Bluetooth 规范定义了模型（以及它们所需的状态和消息），这些模型用于在mesh 网络中的节点上执行基本功能，超出了Bluetooth Mesh 配置文件 规范中定义的基础模型。
本规范包括定义跨设备类型标准功能的通用模型，以及支持关键mesh 场景的模型，如照明控制、传感器、时间和场景。
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Mesh Profile(v1.0.1) 该Bluetooth 规范定义了基本要求，以实现可互操作的mesh 网络解决方案，用于Bluetooth 低能量无线技术。
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Mesh Device Properties 本规范包含Bluetooth Mesh 配置文件 和Bluetooth Mesh 模型规范所要求的设备属性的定义。
但是跟之前的有些区别，我主要看的之前的版本：《MMeshDeviceProperties_v1.2.pdf》
GATT Specification Supplement GATT Specification Supplement | Bluetooth® Technology Website。
好像可以在线看：《GATT Specification Supplement》
Assigned Numbers GATT的一些类型定义可以在这里找。
AliOS Things alios-things/AliOS-Things Gitee上的AliOSThings SDK源码仓库
alibaba/AliOS-Things GitHub上的AliOSThings SDK源码仓库
天猫精灵蓝牙Mesh协议栈 alibaba-archive/genie-bt-mesh-stack GitHub上的天猫精灵蓝牙Mesh协议栈源码仓库。
之前是在alibaba/genie-bt-mesh-stack这个仓库。
写笔记的时候最新提交为faf523618a6a2560090fc423222b9db80984bb7a
蓝牙Mesh设备开发指南 阿里云生活服务平台开发手册——蓝牙设备开发一节中的内容

一、OTA简介

OTA（Over-The-Air）移动终端的空中下载软件升级，指通过云端升级技术，为具有连网功能的设备：例如手机、平板电脑、便携式媒体播放器、移动互联网设备等提供固件升级服务，用户使用网络以按需、易扩展的方式获取智能终端系统升级包，并通过FOTA进行云端升级，完成系统修复和优化。

timg (1)

二、mk3080-OTA原理

1. mk3080 flash分区

我们来看一下mk3080的flash分区情况：

image-20200708165718169

为什么会有这么多的分区？

对于mk3080来说，上面的那些bin文件都是存在于硬件的外部flash中。mk3080使用的芯片是rtl8710bn，芯片厂商在芯片出厂的时候，厂商已经在芯片上固化了一部分的程序，这部分程序包括厂商自己的bootloader（据我的理解，应该是做芯片启动和程序烧录的那部分代码，因为厂商不可能做一款芯片，不给下载程序的功能吧）和厂商自己的一些system程序（具体的不清楚，没有了解过，只知道与厂商的系统相关）。

然后AliOS-Things在厂商给的这个芯片上做二次开发，AliOS-Things想要做OTA功能，实现在线升级程序，厂商自己的bootloader又是不开源的，没法修改，那怎么办？只能在上层自己再实现一个自己的带有OTA功能的bootloader喽。这就是之前我们编译出来的文件中有一个image2_2ndboot.bin的原因啦。

image-20231117073546487

所以现在的基本的运行情况是怎样的？首先，芯片上电，开始运行厂商自己的boot_all.bin，然后运行system.bin的部分，再跳转到image2_2ndboot.bin运行，最后是image2app（while循环中不断打印helloworld）程序的运行。最后的image2App_ota其实就是OTA升级的新的功能应用程序，那么怎么进入这个ota的应用程序？正常就是直接运行自己的image2app，所以这个时候就需要image2_2ndboot.bin啦，当我们接收完oat应用程序后，把它存放在image2App_ota这个区域，然后会有一个标志位，重启设备的时候2ndboot就会根据这个标志直接跳转image2App_ota执行。（总觉得怪怪的，按照我自己的理解，这里应该是开机进入2ndboot，这个2ndboot实现ota程序的接收和写入功能，直接将ota升级的程序写入到原来的应用程序处，因为升级ota程序后，下次重启，程序直接是ota程序了，而不再是原来的程序，所以我不是很理解课程中老师为什么多加了个image2App_ota，后面确定了再更新这里吧）。

怎么知道是这样分区的？

主要是从一个makefile配置文件中分析得到的，我们可以看一下AliOS-Things源码目录中的 platform/mcu/rtl8710bn/gen_inage_bin.mk 这个文件：

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# 上面部分省略......
#bootloader
BOOT_BIN_FILE    := $(OUTPUT_DIR)/binary/boot_all.bin ## 指定了boot_all.bin输出路径
BOOT_OFFSET      := 0x0 ## 偏移地址 基于flash基地址 偏移多少

#application
SYSTEM_BIN_FILE := $(SYSTEMBIN_DIR)/system.bin ## system.bin输出路径
SYSTEM_OFFSET:= 0x9000 ## 偏移地址 基于flash基地址 偏移0x9000

#2ndboot
2NDBOOT_BIN_FILE :=$(OUTPUT_DIR)/binary/image2_2ndboot.bin ## 2ndboot.bin输出路径
2NDBOOT_OFFSET:= 0xB000 ## 偏移地址 基于flash基地址 偏移0xB000

#ate firmware
ATE_BIN_FILE := $(AMEBAZ_DIR)/ate.bin #ate firmware  这个是厂商的 是基于AT执行的代码
ATE_OFFSET:= 0xD0000

#app
APP_BIN_FILE := $(OUTPUT_DIR)/binary/image2_app.bin ## image2_app.bin输出路径 helloworld 实现的.bin文件
APP_OFFSET := 0x19000 ## 偏移地址 基于flash基地址 偏移0x19000

# 下面部分省略......

2. 链接脚本

在最后一步进行程序链接的时候会用到链接脚本，mk3080的相关链接脚本是什么？其实这个可以从编译打印信息中看出，但是默认的打印信息

都是简化了的，写这篇笔记的时候还没有详细去研究，那我们直接找吧。这个链接脚本在两个地方有：

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# 1. mk3080的工程目录
helloworld_mk3080/board/mk3080/ld

# 2. AliOS-Things源码目录
AliOS-Things-SDK/platform/board/mk3080/ld/

它们都有以下四个文件：

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hk@vm:~/6AliOS/helloworld_mk3080/board/mk3080/ld$ tree
.
├── rlx8711B-symbol-v02-img2-2ndboot.ld # aos 二次引导程序的链接脚本
├── rlx8711B-symbol-v02-img2.ld         # 厂商bin文件的链接脚本
├── rlx8711B-symbol-v02-img2_xip1.ld    # aos app链接脚本
└── rlx8711B-symbol-v02-img2_xip2.ld    # aos app_ota的链接脚本

0 directories, 4 files
image-20231118092758542

后面两个ld链接脚本就是我们的应用程序所用到的链接脚本，xip是表示程序放在外部flash。我们来看一下rlx8711B-symbol-v02-img2_xip1.ld中都有什么：

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ENTRY(Reset_Handler)

INCLUDE "script/export-rom_symbol_v01.txt"

GROUP (
  libgcc.a
  libc.a
  libg.a
  libm.a
  libnosys.a
)

MEMORY
{
        ROM (rx) :                      ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x80000   /* ROM: 512k */
        ROMBSS_RAM (rw)  :              ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 0x2000    /* ROM BSS RAM: 8K */
        BOOTLOADER_RAM (rwx)  :         ORIGIN = 0x10002000, LENGTH = 0x3000    /* BOOT Loader RAM: 12K */
        BD_RAM (rwx)  :                 ORIGIN = 0x10005000, LENGTH = 0x38000   /* MAIN RAM: 228 */
        ROM_BSS_RAM (rwx)  :            ORIGIN = 0x1003D000, LENGTH = 0x1000    /* ROM BSS RAM: 4K */
        MSP_RAM (wx)  :                 ORIGIN = 0x1003E000, LENGTH = 0x1000    /* MSP RAM: 4k */
        RDP_RAM (wx)  :                 ORIGIN = 0x1003F000, LENGTH = 0xFF0     /* RDP RAM: 4k-0x10 */

        XIPBOOT (rx)  :                 ORIGIN = 0x08000000+0x20, LENGTH = 0x04000-0x20 /* XIPBOOT: 32k, 32 Bytes resvd for header*/
        XIPSYS (r) :                    ORIGIN = 0x08009000, LENGTH = 0x1000    /* XIPSYS: 4K system data in flash */
        XIPCAL (r) :                    ORIGIN = 0x0800A000, LENGTH = 0x1000    /* XIPCAL: 4K calibration data in flash */
        XIP1 (rx)  :                    ORIGIN = 0x08019000+0x20, LENGTH = 0xE2000-0x20 /* XIP1: 904k, 32 Bytes resvd for header */
}

PROVIDE(app_download_addr = 0xffffffff);
PROVIDE(kernel_download_addr = 0x8100000);

这里是截取了一小部分，链接脚本是有自己的语法的，前面学习单片机的时候起始都了解过，这里不再详细说了，我们看最后一个XIP1这一行，看到这个19000，会发现它与makefile文件中 APP_OFFSET 偏移地址是一致的，那么前面还有个 0x08000000 是为什么？这是因为rtl8710bn 内核为ARM cortex -M4 外部挂载flash映射到CPU地址 0x8000000开始。

三、esp8266-OTA原理

1. esp8266 flash分区

我们来看一下esp8266的flash分区情况：

image-20200708164623382

分区说明

可以看到esp8266的flash一共分为两个区域，分区1和分区2，在分区1前面有一个Boot信息，这个boot信息来决定是执行分区1的user1.bin程序还是分区2的user2.bin程序。就比如说，user1.bin就是我们的app程序，user2.bin就是我们的ota程序，那么开机的时候执行哪个，就是由boot来决定。在esp8266 flash的最后部分区域，有wifi参数的、系统参数的一些分区，所以其实esp8266其实已经把flash区域的划分给定死了，这也就导致了AliOS-Things没有办法去实现像mk3080一样的一个2nd_boot，esp8266的boot就完全由芯片厂商自己决定，并且还不开源，但是芯片厂商会提供给我们，所以前面烧录esp8266的helloworld程序的话，我们使用软件烧录了两个程序，一个是boot，一个是我们的helloworld应用程序。其实这里我还是有些不理解，但是由于学习的主要是mk3080，所以这里先这样，后边有机会再补充吧。

怎么知道是这样分区的？

那上面的分区为什么是那样？我们怎么知道的？我们可以看一下esp8266的链接脚本。

2. 链接脚本

和mk3080一样，都有两个地方有链接文件，它们其实是一样的，我们看一下工程目录下的链接文件：

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hk@vm:~/6AliOS/helloworld_esp8266/board/esp8266/ld$ tree
.
├── eagle.app.v6.common.ld          # 链接脚本的公共文件   
├── eagle.app.v6.new.1024.app1.ld   # app链接脚本
├── eagle.app.v6.new.1024.app2.ld   # app_ota 链接脚本
├── eagle.app.v6.new_8285.1024.app1.ld
└── eagle.rom.addr.v6.ld

0 directories, 5 files
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我们来看一下这个 eagle.app.v6.new.1024.app1.ld文件：

image-20231118094913582

在这个链接脚本开始的时候为我们画出了flash分区情况，着一股脑其实我们就可以理解为什么前面烧写的时候，文件后面的地址为什么是0x0000，为什么是0x1000了。

image-20231118095051408

四、在mk3080上体验OTA

我这里只有mk3080的开发板，这里用这个开发板来体验吧。

1. 修改工程源码

我们先修改 工程目录下的 helloworld_mk3080/appdemo.c文件：

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <aos/kernel.h>
#include "aos/init.h"
#include "board.h"
#include <k_api.h>

int application_start(int argc, char *argv[])
{
    int count = 0;

    printf("nano entry here!\r\n");

    //fd = board_lcd_create("name");
    //board_lcd_write(fd,buffer,len);

    while(1) {
        printf("hello ssq! count %d \r\n", count++);

        aos_msleep(2000);
    };
}

然后通过下面的命令编译程序：

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aos make

编译完成后我们会得到下面这些文件：

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hk@vm:~/6AliOS/helloworld_mk3080/out/helloworld_mk3080@mk3080/binary$ ll
总用量 5404
drwxrwxr-x 2 hk hk    4096 11月 18 09:55 ./
drwxrwxr-x 8 hk hk    4096 11月 18 09:23 ../
-rw-rw-r-- 1 hk hk    4496 11月 18 09:55 boot_all.bin
-rw-rw-r-- 1 hk hk 1077968 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080.bin
-rwxrwxr-x 1 hk hk 1388828 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080.elf*
-rw-rw-r-- 1 hk hk  162839 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080.hex
-rw-rw-r-- 1 hk hk 2822462 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080.map
-rw-rw-r-- 1 hk hk    1700 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080_map.csv
-rw-rw-r-- 1 hk hk   57952 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080_ota.bin
-rw-rw-r-- 1 hk hk   36304 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080_ota.bin.xz
-rwxrwxr-x 1 hk hk  221364 11月 18 09:55 helloworld_mk3080@mk3080.stripped.elf*
-rwxrwxr-x 1 hk hk   17640 11月 18 09:55 image2_2ndboot.bin*
-rw-rw-r-- 1 hk hk    2078 11月 18 09:23 link.opts
-rw-rw-r-- 1 hk hk     277 11月 18 09:55 readme.txt

这一次我们要烧写ota程序，所以我们要用的就是这个 helloworld_mk3080@mk3080_ota.bin文件了，可以看到这个文件与helloworld_mk3080@mk3080.bin相比，小了很多，这是因为后者包含了boot，2nd_boot和app，而ota文件就只有app_ota啦。

2. 烧录工具与硬件配置

还记得之前烧录的时候我们需要用抓专门的烧录软件，硬件上也要配置一下进入烧写模式，但是这里我们烧写的是ota程序，可以不用前面的工具，我们直接通过串口升级，也就是后边要说的ymodem模式烧写，这样我们就只需要一个串口工具啦。

3. Ymodem协议烧写OTA程序

我们先来看一下开机的时候的提示信息：

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这里其实已经提醒我们了，我们按下w键就可以进入AliOS-Things的2nd_boot中，这个怎么按？就跟进电脑的bios一样，开机后迅速快按启动按键即可，只是这里我们在mk3080复位后，重新启动时要按下w，但是我们只有100ms的时间，所以我们直接长按，然后就会出现下面的打印信息：

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然后我我们就进入了一个命令行终端，前面会有 aos boot # 的提示，然后我们根据提示，按下1，也就是启动串口的Ymodem协议更新：

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然后会提示我们输入flash地址，看上面是有提示的，我们可以通过Ymodem协议将ota程序下载到os part或者OTA part，我们只需要输入后面的起始偏移地址就可以了，我们想要开机就运行新烧录的ota应用程序的话，我们就将它直接烧录到os part去，也就是输入0x19000即可：

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然后就会一直停在这里等待我们发送ota应用程序啦，怎么发送？我们在MobaXterm中【右键】→【Send file using Z-modem】→【选择ota程序】然后确认即可。注意：不是用的Ymodem嘛，是的，但是这只是一种传输协议，我也不是很清楚我用的MobaXterm中为什么没见这个Ymodem协议，只有一个Z-modem协议，但是我实际试了一下，Z-modem也是可以的，2nd_boot也是可以正常接收和解析的，具体它们有什么区别，暂时没有细细研究。

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传输完成后，会有以下提示：

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然后我们重启开发板，就可以看到如下打印信息：

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当然也可以使用SecureCRT，它是有Y-modem的：

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