【代码库】FRDM-MCXA156 的简单 CAN 引导加载程序项目

FRDM-MCXA156 的简单 CAN 引导加载程序项目

使用 CAN 更新 MCU 固件是一项基本且常用的任务。本项目采用两块 FRDM-MCXA156 开发板，通过 CAN 总线和 USB 实现固件更新，基本架构概述如下：

• ?USB-CAN 桥接器?：本项目利用 FRDM-MCXA156 硬件，通过 USB 连接到 PC。在 PC 端，USB 端口被枚举为 CDC（通信设备类）虚拟串行端口（类似于 SDK 示例：usbdevicecdc_vcom）。此配置允许 PC 端使用 blhost 等工具通过 CDC 虚拟串行端口将数据传输到 USB-CAN 桥接器。然后，USB-CAN 桥接器将这些数据中继到 CAN 总线上，从而实现串行数据和 CAN 数据之间的透明传输。
• ?CAN 引导加载程序：?该项目同样使用 FRDM-MCXA156 硬件，用作引导加载程序。它能够通过 CAN 总线接收固件数据并验证新固件的完整性。验证成功后，系统将转换到应用程序。

主板：FRDM-MCXA156

类别：工具

外围设备：CAN

工具链：MDK

目录

1. 软件
2. 硬件
3. 设置
4. 结果
5. 常见问题解答
6. 支持
7. 发行说明

1.软件

本演示实现了一个简单的 CAN 引导加载程序升级框架。它利用一块 FRDM-MCXA156 开发板作为 USB-CAN 桥接器，方便 USB（作为 CDC 虚拟串行端口）和 CAN-FD 之间的数据传输。另一块 FRDM-MCXA156 开发板用作 CAN 引导加载程序项目，通过 CAN 与 USB-CAN 桥接器通信，以接收数据并更新应用程序。

进入bootloader模式的条件：

1. CAN 引导加载程序代码启动后 1 秒（可配置）。
2. CAN 引导加载程序接收任何有效的 NXP KBOOT 协议消息。
3. 当 MCU 复位时按下 SW2（WAKEUP）引脚。

项目分类及描述：

默认 CAN 总线配置：

用户可以在main.c中修改CAN_TX、波特率等默认参数

```

define CANBITRATE (500*1000)

define CANBITRATE_FD (210001000)

define CANTXID (0x09)

define CANRXID (0x08)

```

软件协议

CANbridge 与 CANBootloader 之间的通信协议非常简单。每个 CANFD 帧传输固定的 64 字节有效载荷，其中前 8 个字节为控制字段（用于兼容 UDS 协议），第 8-64 个字节为串行数据。前 8 个字节定义如下：

• 字节 0-6：保留
• 字节7：数据字段长度：1-56

注意，即使数据长度小于56，每个CANFD帧的数据场也固定为64字节。末尾多余的部分将被自动丢弃。

硬件

FRDM-MCXA156

引脚表

以下是该项目中的引脚使用情况，它适用于 usbcanbridge 和 can_bootloader 项目。

3. 设置

在开始之前，您应该：

• 熟悉基本操作，例如使用 MCUX SDK 下载和调试入门示例（例如 HelloWorld 或 led_blinky）。更多详情，请参阅：https://www.nxp.com/design/design-center/development-boards-and-designs/general-purpose-mcus/frdm-development-board-for-mcx-a14x-a15x-mcus :FRDM-MCXA153
• 了解恩智浦引导程序 blhost 的基本使用方法。更多信息，请参阅： https: //www.nxp.com/design/design-center/software/development-software/mcuxpresso-software-and-tools-/mcu-bootloader-for-nxp-microcontrollers :MCUBOOT

3.1 步骤 1

如下所示连接您的测试环境：

CAN 引导加载程序板的电源可以连接到任何能够提供 5V 的 PC。

3.2 第 2 步

将 usbcanbridge 和 canbootloader 项目分别烧录到两块开发板上，编译 appexample 项目生成 app_example.hex 文件。将 hex 文件放在与 blhost 软件相同的文件夹中。

3.3 步骤 3

• 将 USB 线缆插入 USB-CAN-bridge 开发板的 J23 接口（MCU FS USB），然后按下复位按钮。PC 应该会枚举一个 USB-CDC 串口并弹出相应的 COM 端口。如果 USB 无法正确识别，您可以使用 SDK 示例代码（boardsfrdmmcxa156usbexamplesusbdevicecdcvcom）验证您的软硬件设置。

• 将 USB 线缆插入 CAN 引导加载程序板的 J21（MCU-Link USB）接口，也可以连接到 J23。此 USB 端口仅用于为开发板供电。

3.4 步骤4

使用双绞线电缆连接两块板的 CANH 和 CANL，如上图所示。

3.5 步骤 5

按住 CAN 引导加载程序板上的 SW2（WAKEUP）。然后按下 SW1（RESET），CAN 引导加载程序将进入引导模式。打开命令行并输入：

shell
$ ./blhost.exe -p COM22 get-property 1


如果收到以下回应，则表明硬件连接正常，blhost已经成功连接到CAN bootloader：

shell
Ping responded in 1 attempt(s)
Inject command 'get-property'
Response status = 0 (0x0) Success.
Response word 1 = 1258357760 (0x4b010400)
Current Version = K1.4.0


3.6 步骤 6

输入 flash-image 命令，后跟已编译的 app_example.hex 文件的路径。此命令将擦除应用程序所在的 Flash，并将新的十六进制固件写入 Flash。

shell
$ ./blhost.exe -p COM22 -- flash-image app_example.hex erase


如果一切按计划进行，您应该会看到如下响应：

shell
Ping responded in 1 attempt(s)
Inject command 'flash-image'
Successful generic response to command 'flash-erase-region'
Wrote 7340 bytes to address 0x8000
Successful generic response to command 'write-memory'
(1/1)100% Completed!
Successful generic response to command 'write-memory'
Response status = 0 (0x0) Success.


4.结果

重置 CAN 引导加载程序板；其 LED 将闪烁。如果您检查开发板的串行日志输出，它将显示如下消息：

shell
MCXA CAN bootloader
APP ADDR:0x8000
TIMEOUT!, JUMP!
jump to 0x 8000
I AM MCX APP EXAMPLE APP
MAIN ADDRESS:0x98B5
LED Toggle!
LED Toggle!
LED Toggle!
...


blhost 命令和日志的完整列表：

```shell
$ ./blhost.exe -p COM22 get-property 1
Ping responded in 1 attempt(s)
Inject command 'get-property'
Response status = 0 (0x0) Success.
Response word 1 = 1258357760 (0x4b010400)
Current Version = K1.4.0

$ ./blhost.exe -p COM22 -- flash-image app_example.hex erase
Ping responded in 1 attempt(s)
Inject command 'flash-image'
Successful generic response to command 'flash-erase-region'
Wrote 7320 bytes to address 0x8000
Successful generic response to command 'write-memory'
(1/1)100% Completed!
Successful generic response to command 'write-memory'
Response status = 0 (0x0) Success.

$ ./blhost.exe -p COM22 reset
Ping responded in 1 attempt(s)
Inject command 'reset'
Successful generic response to command 'reset'
Response status = 0 (0x0) Success.
```

. 常见问题解答

• 为什么不使用 BootROM 内置的 CAN 接口，而是实现一个新的 CAN 引导加载程序？
  BootROM 提供的 CAN 协议在官方文档中没有完整描述，并且需要一个名为 BusPal 的工具进行串口转 CAN 协议。无论从软件和硬件架构的角度，还是从客户定制的角度，这都不太实用。
• 这个演示是否考虑了可靠的更新或安全方面？
  不，此演示旨在为客户提供 CAN 引导加载程序实现的概念验证，而不考虑任何“高级”功能。

6. 支持

项目元数据