RT-Thread官网对于Bootloader的实现方案有非常详细的描述，目前支持F1、F4、L4系列单片机。教程中bootloader制作是基于stm32f407为硬件平台，且app制作是基于标准版rt-thread-v4.1.0的stm32f407-atk-explorer例程，app开发环境使用MDK5。本文基于stm32f1精英开发板为硬件平台，使用RT-Thread Studio开发环境进行app制作，实现bootloader功能。
官方教程：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/application-note/system/rtboot/an0028-rtboot
1）硬件配置
STM32F103ZET6芯片的片内Flash即ROM大小为512K，RAM大小为64K。从起始地址的前64K（0x10000）用于bootloader，因此app的偏移地址为0x10000。通常定义app区和download区的大小一样，此处定义为128K。片内Flash剩余的192K未作定义，例如还可以根据需求定义factory（出厂固件区）、easyflash（数据库区）等。
2）加密压缩
加密压缩算法是可选项，用户可自行选择，但必须保持与后续OTA固件打包时候的选择完全一致。
3）logo配置
原本想制作一个好看点的logo，但是按官方给的在线生成方式，复制粘贴的logo图标提示字符不合法，最后只能输入数字和字母。
在线生成logo：http://patorjk.com/software/taag/#p=display&f=3D%20Diagonal&t=Zero%20Boot
4）生成bootloader
以上配置完成后，生成并自动下载得到一个压缩包文件：rt-boot.zip，解压得到rtboot_f1.bin即为bootloader文件。
5）烧录bootloader
使用J-Flash打开rtboot_f1.bin文件，起始地址设置为：0x08000000。执行Target->Promgram & Verify后，Start Application即可运行bootoader程序。为了方便查看上电过程日志，需要先将串口连接，波特率115200。
在调试过程中发现如果使用开发板的miniUSB线连接XShell7或SecureCRT9.1工具时，无法正常复位芯片且无法连接串口，原因暂未找出。
这里使用友善串口助手观察bootloader日志输出，复位后输出信息与bootloadr配置过程一致，说明bootloader制作成功。
1）新建工程
在标准版rt-thread-v4.1.0的bsp中有stm32f103-atk-warshipv3例程，因此可以通过Env工具的menuconfig进行app的制作，使用RT-Thread Studio新建一个基于ATK-WARSHIPV3开发板的工程。
提示：官方例程使用的stm32f103-atk-warshipv3对应战舰开发板，它与精英板的单片机型号都是STM32F103ZET6，只是外设资源有差异，不影响本次测试。
2）FLASH配置
本次使用片内Flash存储，需要在硬件配置中开启： Enable on-chip FLASH
3）OTA配置
ota_downloader软件包在软件包->IoT-物联网分类中，可以直接通过搜索快速定位。
4）FAL配置
FAL配置在软件包->系统包中，开启FAL:Flash抽象层实现，管理 Flash设备和分区。在fal_cfg.h上定义分区表是app制作的关键内容，将在下文详细介绍。
5）添加fal_cfg.h
上述配置完成后，需要用户手动完成对FAL分区的定义，即在工程目录packages/fal-v1.0.0/inc文件夹下新建fal_cfg.h头文件，也可以从官方例程得到模板文件。关键内容为：
添加以下源代码：fal_cfg.h
/*
* Date Author zlp
* 2022-11-6 SummerGift first version
*/
#ifndef _FAL_CFG_H_
#define _FAL_CFG_H_
#include <rtthread.h>
#include <board.h>
/* 1.定义app起始地址 */
#define RT_APP_PART_ADDR 0x08010000
/* 2.声明片内FLASH */
extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash;
/* ====================== Flash Configuration ========================== */
/* 3.定义FLASH设备表 */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE \
{ \
&stm32_onchip_flash, \
}
/* ====================== Partition Configuration ========================== */
#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG
/* 4.定义FAL抽象层分区表 */
#define FAL_PART_TABLE \
{ \
{FAL_PART_MAGIC_WROD, "bootloader", "onchip_flash", 0, 64 * 1024, 0}, \
{FAL_PART_MAGIC_WROD, "app", "onchip_flash", 0x10000, 128 * 1024, 0}, \
{FAL_PART_MAGIC_WROD, "download", "onchip_flash", 0x30000, 128 * 1024, 0}, \
}
#endif
#endif /* _FAL_CFG_H_ */
6）修改main.c
在主程序中需要添加以下内容：
添加以下源代码：main.c
/*
* Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
*
* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
*
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2022-11-06 obito0 first version
*/
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include "fal.h"
/* defined the LED0 pin: PB5 */
#define LED0_PIN GET_PIN(B, 5)
/* defined the LED1 pin: PE5 */
#define LED1_PIN GET_PIN(E, 5)
int main(void)
{
/* set LED0 pin mode to output */
rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
/* set LED1 pin mode to output */
rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
fal_init();
rt_kprintf("APP firmware version: %s", "V1.0.0");
while (1)
{
rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(100);
rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(200);
}
}
/* 中断向量重映射 */
static int ota_app_vtor_reconfig(void)
{
#define NVIC_VTOR_MASK 0x3FFFFF80
/* Set the Vector Table base location by user application firmware definition */
SCB->VTOR = RT_APP_PART_ADDR & NVIC_VTOR_MASK;
return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(ota_app_vtor_reconfig);
7）修改链接脚本
在board/linker_scripts目录下有三个链接脚本文件，分别对应于三种不同开发环境：link.icf（IAR）、link.lds（RT-Thread Studio）、link.sct（MDK5）。在此打开link.lds链接脚本编辑器，修改可用存储区域中的ROM起始地址和大小，对应于配置bootloader时设置的app起始地址和大小。
以上完成app的制作，编译输出rtthread.bin文件。
8）烧录app
直接在RT-Thread Studio执行下载程序，正常现象是下载完成后芯片自动复位，先执行bootloader程序，在启动程序中检测到app程序，自动跳转到app程序。
以上过程验证了bootloader和app的功能，接下来需要通过Ymodem实现从PC端通过串口下载升级程序。
在进行YModem下载程序之前需要先对app应用程序固件进行打包，此前已经烧录的app版本为V1.0.0，为了更直观的验证升级结果，对V1.0.0版本的app程序做以下修改：
修改内容：
1）修改版本号为V2.0.0；
2）修改led指示灯显示效果；
3）增加FAL的factory分区；
编译输出rtthread.bin文件，通过rt_ota_packaging_tool.exe工具进行打包，输出rtthread.rbl即为YModem可传输的文件。
注：压缩和加密算法必须与制作bootloader时的选择保持一致！
OTA固件打包工具：https://github.com/RT-Thread-packages/ota_downloader
YModem协议是由XModem协议演变而来的一种非常高效的文件传输协议，XShell、SecureCRT等工具均支持YModem协议传输。所以此时将串口工具切换为XShell 7，连接成功后按回车键确认msh命令正常，并按tab或输入help查看msh命令中是否有ymodem_ota。
注：如果msh命令中列表中没有ymodem_ota命令，说明在app制作过程中，没有配置ymodem_ota软件包，需要返回到app程序V1.0.0的制作过程。
输入ymodem_ota命令后，终端输出提示信息选择需要传输的文件，并输出“C”字符等待。右键依次选择：传输->Ymodem->用Ymodem发送，通过文件对话框选中上述打包好的rtthread.rbl文件，以下为传输完成后的界面：
说明：此界面未实现正常的自动重启，正常情况下传输完成后应自动重启，与上述烧录bootloader时的复位失败为同一问题！
由于在XShell7终端连接时自动复位失败，无法查看确认下载成功与否。此时关闭XShell7终端，将串口连接工具切回友善调试助手，连接之后通过手动复位查看bootloader启动时是否将downloader区的V2.0.0程序搬运到app运行区，并跳转到app区执行V2.0.0程序。
手动复位后的结果如下：
在bootloader程序中主要执行以下过程：
最终实现app程序V2.0.0的升级。
本文基本实现STM32F1的Bootloader功能，并通过Ymodem进行程序升级，但这只是从PC端到设备升级，过程中也还存一些小问题，并不算真正意义上的OTA远程升级。当然通过串口通讯也可方便的扩展到其它无线通讯模块实现OTA功能。此外，RT-Thread官方给出的这个Bootloader升级方案确实极大的简化了OTA开发过程，提高了开发效率。但由于生成的Bootloader文件是一个bin固件包，对于想深入了解Bootloader程序内部实现逻辑的开发者来说，如果给用户开放出Bootloader的源码，似乎更符合RT-Thread的开源特色。