feat: verify assembly bootloader factory recovery

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十七
2026-11-05 21:17:16 +08:00
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# 汇编 Bootloader 出厂固件恢复验证记录
## 1. 验证目的
验证当 STM8S003F3P6TR 内部应用 Flash 没有主程序时,汇编 Bootloader 能否从外部 W25Q80BV 读取出厂固件,完成内部应用区恢复,并跳转到主程序执行。
## 2. 当前地址规划
| 区域 | 地址范围 | 说明 |
|---|---:|---|
| Bootloader | `0x8000~0x84FF` | 固定汇编 Bootloader 区域 |
| 主程序 | `0x8500~0x9FFF` | 汇编主程序运行区域 |
| 出厂固件 | W25Q80BV `0x000000~0x001FFF` | 最大 8KiB |
| 出厂元数据 | W25Q80BV `0x002000~0x002FFF` | 4KiB 区域 |
## 3. 外部 Flash 内容验证
独立 SPI 测试固件已经读取并校验出厂镜像,串口输出如下:
```text
SPI TEST START
JEDEC OK
MAGIC: 31434146
LENGTH: 06AE
VERSION: 0100
STORED CRC: DF89
VALID: A5
CALC CRC: DF89
FACTORY IMAGE PASS
```
因此确认:
- W25Q80BV JEDEC ID 读取正常;
- 出厂固件魔数正确;
- 出厂固件长度为 `0x06AE`;
- 出厂固件版本为 `0x0100`;
- 元数据保存 CRC 为 `0xDF89`;
- Bootloader 有效标志为 `0xA5`;
- 单片机重新计算 CRC 后仍为 `0xDF89`。
## 4. Bootloader 恢复流程
当前汇编 Bootloader 的出厂恢复流程为:
1. 设置系统时钟为 16MHz;
2. 初始化 SPI1;
3. 读取并检查 W25Q80BV JEDEC ID;
4. 检查出厂固件元数据;
5. 按 `CRC-16/MODBUS` 逐字节校验出厂固件;
6. 解锁 STM8 程序 Flash;
7. 对 `0x8500~0x9FFF` 应用区逐字节擦除;
8. 从 W25Q80BV `0x000000` 开始逐字节搬运到内部 Flash `0x8500`;
9. 回读内部 Flash,并与外部出厂镜像逐字节比较;
10. 跳转到主程序复位向量执行。
## 5. 现场验证结果
验证前先清除内部 Flash 的主程序区域,使 `0x8500` 之后没有有效主程序。重新烧录 Bootloader 并上电后,设备能够自动完成出厂固件搬运,随后主程序正常启动,并输出蓝牙初始化相关信息:
```text
AT+ROLE
AT+ROLE2
AT+ROLE
AT+ROLE2
AT+ROLE
```
验证结论:
**内部 Flash 无主程序时,Bootloader 自动从 W25Q80BV 搬运出厂固件并成功启动主程序,功能验证通过。**
## 6. 调试代码清理
为便于现场确认,曾临时加入 Bootloader UART1 阶段输出。恢复流程验证完成后,已经删除:
- Bootloader UART1 初始化代码;
- 临时阶段字符输出;
- 元数据诊断输出;
- CRC、擦除、搬运、回读和跳转诊断输出。
正式 Bootloader 不再占用 UART1 发送调试功能。
## 7. 本次修正的关键问题
### 7.1 元数据长度解析
固件长度字段是 4 字节高字节在前:
```text
00 00 06 AE
```
前两个字节必须为 `0x00`,后两个字节才是实际长度 `0x06AE`。
### 7.2 CRC 多项式
`CRC-16/MODBUS` 反射算法使用多项式 `0xA001`。在当前两个字节寄存器实现中:
```text
高字节异或:0xA0
低字节异或:0x01
```
### 7.3 STM8 Flash 擦除方式
块擦除流程要求连续装载 4 个字节,并且关键步骤需要从 RAM 执行。当前 Bootloader 采用逐字节擦除方式,向应用区每个地址写入 `0x00`,每次等待 EOP 完成,避免块擦除流程在 Flash 中执行时卡住。
### 7.4 EOP 标志
当前项目使用的 STM8S003 寄存器定义中,`FLASH_IAPSR.EOP` 掩码为 `0x04`,即 bit2。Bootloader 按 bit2 检测擦除和写入完成状态。