深入探讨i.MX RT1010 OTA存储结构

最近恩智浦在Github发布了一套基于MCU的OTA工程，该工程支持i.MX RT系列，且支持security的相关功能，得到了用户的广泛关注。

这套工程是基于恩智浦的EVK开发板，板载Flash的容量也就决定了整个OTA工程的存储结构。但是不同容量的flash，OTA的存储结构也不尽相同。本文将最近支持客户时的一些经验予以总结，当大家更换flash的时候，可以更快的完成OTA工程配置。本文介绍的方案为基于Remap功能实现OTA的方法。整个OTA的存储结构可以用下图进行表示，即 SBL（Secure Bootloader）， OTA Flag Data，Slot1，Slot2和Customer Data区域。

SBL的主要功能是用于在芯片POR启动后，根据OTA flag data的信息，决定存储在Slot1或者Slot2的程序进行运行。除此之外，还支持程序的验签，回滚等功能。

OTA Flag Data区域主要是用于存储OTA升级过程中的一些标志位信息，根据相关的标志位信息SBL进行image升级，回滚和跳转到对应的slot运行程序。

Slot1和Slot2用于存储应用程序。

Customer Data用于存储客户的一些信息（可选项，非必须）。

本文将就上述几个区域的存储空间分配，及中间的一些需要注意的点予以介绍。

基本的硬件环境是i.MX RT1010-EVK开发板，客户的实际需求是使用一颗容量为512KB的Flash，且不需要使用Security相关的功能。因此在禁用Security功能后，使用IAR编译出一个大小为25KB的SBL.bin文件。由于OTA中使用的Remap功能需要4KB对齐，以及Flash的最小擦除容量是4KB，因此SBL分配的容量是28KB，则此时SBL的地址分配空间为：FunctionAdd_StartAdd_End

SBL0x6000 00000x6000 6FFF

OTA Flag data尽管只有32Bytes的数据，但是在升级过程中这些数据需要读写擦，但Flash的擦除过程需要按照Sector的大小进行，因此也至少需要留存4KB的空间，则此时OTA Flag data的地址及空间分配为：

接下来就是Slot1和Slot2，Slot1和Slot2要使用Remap的功能进行切换，Remap的地址需要4K对齐，则此时用于存储应用层程序的地址空间分配为：

FunctionAdd_StartAdd_End

Slot10x6000 80000x6004 3FFF

Slot20x6004 40000x6007 FFFF

此时，细心的朋友们就会发现，完整的512K Flash空间已经被使用光了。没错，这次客户不需要用这个CustomerData区域，希望把更多的空间用于应用程序。

在完成了OTA存储结构按功能地址分配之后，我们进行一些细部探究。

首先看SBL，SBL区间主要包括用于Flash boot的相关信息，例如IVT， Flash Config Block等。这部分代码基本上不需要改动，可以直接使用。

在地址空间分配上，可以将SBL区域视为一个可以从Flash XIP boot的hello word工程。

接着看一下OTAFlag Data区间的地址分配，OTA Flag Data共计32个字节，用于指示OTA过程中的三种状态，升级，回滚以及正常工作（没有升级和回滚发生）。

该32字节通常存储在Slot1的首地址之前的32字节位置。

最后来看Slot1和Slot2的地址空间分配。

应用程序的首地址，即中断向量表的首地址并不是从Slot1的首地址开始的，原因有两点

第一在image的起始地址需要增加用于OTA的ImageHeader信息，该Image Header的大小为32字节。

其次，对于应用程序中中断向量表的起始地址，需要进行计算。其基本的计算原则是：中断向量的数量 * 4的结果，向上对齐到2的次幂整数倍。看RT1010的中断向量共计256个，但是真正可以使用的是96个。则此时的计算结果是：96 * 4 = 384。向上对齐到2次幂整数倍，则为512即0x200。

所以，应用程序的真正起始地址需要在Slot1的基础上，向后调整0x200。

Slot2的空间分配也需要满足这个条件。

最终完整的地址空间分配如下图所示：

当需要对OTAFlag Data以及Slot地址进行分配，可以在程序中搜索下图中的关键词进行更改，对下面的表格进行调整。

通常需要进行关注的关键地址为：BOOT_FLASH_ACT_APP和 BOOT_FLASH_CAND_APP。其余的地址信息，与这两个地址信息存在依赖关系，程序内部可根据这两个地址信息进行计算。

需要注意的是，本文中涉及到的OTA方法，是基于Remap功能实现的，因此仅仅适用于除RT1050，RT1020， RT1024， RT1015以外的RT系列。

最后，向在本次客户支持中提供大量协助的Tim， Gavin， Xiaoli表示感谢。

差点忘了，原工程的下载地址是：

https://github.com/NXPmicro/sbl

https://github.com/NXPmicro/sfw

编辑：jq