自己用C語言寫RL78 serial bootloader
瞭解更多關於bootloader 的C語言實現，請加我QQ: 1273623966 （驗證資訊請填 bootloader）,歡迎諮詢或定製bootloader（線上升級程式）。
之前用C實現過多款PIC微控制器的bootloader, 包括8-bit的PIC16，PIC18；16-bit的PIC24, dsPIC30, dsPIC33; 和32-bit的PIC32MX，PIC32MZ，我為這些型別PIC都寫過C bootloader。今天要介紹的serial bootloader 是為我的RL78微控制器學習板而寫。RL78是Renesas的16-bit微控制器。這是我第一次為Renesas的微控制器寫C 語言bootloader，遇到不少問題，通過不懈努力，總算成功的完成了我的第一個Renesas RL78 serial bootloader。我將這個RL78 serial bootloader命名為hyperboot_rl78, 因為hyperboot_rl78用到的上位機是hyperterm (超級終端）。寫這篇博文的目的是來總結這次hyperboot_rl78的實現過程，總結內容包括bootloader的設計, bootloader的邏輯，bootloader的使用，實現環境，實現過程中遇到的問題，以及如何解決的。以上都會一一在這篇博文中介紹到。
首先介紹實現環境，IDE是CS+， C編譯器是CC-RL， 硬體板是我的學習板, 詳細如下：
IDE ： CS+ for CC V7.00.00 [13 Jun 2018]
Compiler: CC-RL V1.07.00
MCU: RL78 F14 R5F10PPJ
Hardware: QB-R5F10PPJ-TB(e)
我的bootloader和application的memory map設計如下：
bootloader code range: 0x0000~0x33FF
application code range: 0x3400~0x3FFFF
application reset vector remap：0x4000
interrupt vector remap: 0x4006~0x40CA
bootloader 不使用interrupt，interrupt vector 區間0x4~0x7C remap到application的code區間0x4006~0x40CA。
bootloader code range設定, bootloader interrupt remap 都需要通過修改CS+ bootloader工程的Linker Option來實現。具體可以查閱CS+的幫助。
application code range設定, application reset vector remap 也需要修改CS+ application工程的Linker Option來實現。
另外，interrupt vector remap 到application code區間0x4006~0x40CA, application使用中斷的話，需要在程式碼中建Juamp Table, 並將interrupt service routine的地址對映到Jump Table中。 我的做法是在application CS+ 工程的Linker Option中新增 .app_vector section, .app_vector section的地址範圍0x4000~0x40CA(包括reset vector 和 interrupt vector).
Jump Table指定到.app_vetor section, 在Jump Table 新增跳轉指令和_start 地址(cstartup for reset vector)或interrupt service routine的地址(for interrupt vector)到相對應的位置中。Jump Table我是用CC-RL的彙編指令實現的，為此我查閱了RL78的Software Manual。Jump Table 中的彙編程式碼例子如下：
.DB _BR_ ;BR .DB2 _r_uart0_interrupt_send ;0x16, Interrupt Service Routine
上面的bootloader 和application的Linker Option設定及Jump Table的實現費時最長，主要是對CS+專案的設定不熟， 對CC-RL的使用也不熟，查幫助，一步一步試錯嘗試，當所有的設定都OK了，Jump Table也實現了，我才長舒一口氣，感覺本bootloader的實現即將完成。
雖然一切bootloader 和 application的設定都OK了，也感覺bootloader的實現即將完成。但實際上並沒有那麼順利，原因是bootloader 需要用到FSL， FSL是操作flash的library. 需要新增FSL的標頭檔案和library到bootloader的程式碼工程中。仔細的查閱了FSL 的介紹文件（r01us0050ej0103_rl78.pdf），發現FSL需要我們根據需求配置FCD, RCD, BCD等section 到bootloader的ROM 空間或RAM空間。 由於我只使用到FSL的基本功能，並且採用status check internal mode. 所以我將FCD，RCD， BCD配置到bootloader 的ROM 空間， 當然也是通過修改bootloader的Linker Option來完成這項配置。
bootloader 的配置完善了，接著就是bootloader功能和邏輯的實現了。 bootloader 的上位機是串列埠終端hyperterm(超級終端)。 hyperterm的配置（串列埠配置）如下：
baud rate: 19200
data bytes: 8
parity: none
stop bits: 1
flow control : none
line delay: 150ms
上電後， bootloader 初始化uart （baudrate-data bytes-parity-stop bits-flow control 要和hyperterm的配置一致，19200-8-none-1-none, 否則通訊不了）。bootloader 然後每隔1S左右列印一個 '.' , 列印完6個'.' （6S）就跳轉到application. 如果要更新程式，就在6S內在hyperterm 串列埠中敲一回車。bootloader 收到回車（代表握手成功）就開始擦除application code range. 列印 “Erasing *********" 每擦除一個block (1024 bytes) 就增加列印一個 ”*“直到所有application blocks都擦除完畢，並列印”Done“（代表擦除成功）。
hyperterm 視窗顯示了bootloader 完成Erase後列印的”Done“，就操作hyperterm採用發用文字的方式傳送application 的hex檔案，一行接一行的傳送，每傳送一行就暫停150ms （配置hyperterm引數line delay = 150ms).
bootloader 每接收一行，原樣列印，並解讀裡面的資料型別，地址，長度，資料，和Checksum, 如果資料型別為S1或S2，就將接收到的資料燒寫到對應的地址。直到最後一行也處理完畢。整個燒寫過程都沒問題就列印”Program Rewritten Complete“ “（代表更新成功）。並跳轉到application。 如果燒寫過程有問題就列印”Program Rewritten Complete with Error“。
以上就是bootloader的更新程式的整個邏輯。程式碼框架如下：
void M_Bootloader_MainFunc(void)
{
switch (bootState)
{
case BOOT_HANDSHAKE:
M_Bootloader_Handshake();
break;
case BOOT_ERASE:
M_Bootloader_Erase();
break;
case BOOT_RECEIVE:
M_Bootloader_Receive();
break;
case BOOT_PROGRAM:
M_Bootloader_Write();
break;
case BOOT_VERIFY:
M_Bootloader_IVerify();
break;
case BOOT_PREJUMP:
Prejump_To_Application();
break;
case BOOT_JUMPTO_APP:
Jump_To_Application();
break;
default:
break;
}
}
整個過程， hyperterm中打印出來的內容就是更新流程log. 下面是一個完整的更新流程的log.
....BOOT Mode Erasing************************************************************************* ***********************************************Done S00E0000726C3738463134706D6F7439 S1130000D040FFFF064009400C400F40124015400D S113001018401B401E402140244027402A402D40C8 S113002030403340364039403C403F4042404540F8 S113003048404B404E405140544057405A405D4028 S113004060406340664069407C407F408240854018 S113005088408B408E409140944097409A409D4008 S1130060A040A340A640A940AC40AF40B240B54038 S1130070B840BB40BE40C140C440C740CA400 S10700C077FFE0855D S10D00C4000000000000000000002E S10D00CEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF2E S113340048656C6C6F20776F726C640D0A000D0A4E S109341064000D0A6C00CB S1134000EDD040ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42EDD6 S11340104C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4CE9 S113402042EDA841ED2341ED4C42ED4C42EDC64139 S1134030ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED28 S11340404C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4CB9 S113405042ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42B3 S1134060ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42EDF8 S11340704C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C89 S113408042ED4C42ED4C42ED4C42 S1134090ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42EDC8 S11340A04C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42ED4C59 S11040B042ED4C42ED4C42ED4C42ED4C42D1 S11340D0CBF820FEFC4B43003600B43025B4EF048B S11340E0CC0000A747DFF93620FE3020FEEF04CCD9 S11340F00000A747DFF94100320000EF08B311497F S113410062454800B4F643DFF44100320000EF0892 S1134110B3114962454820FEF643DFF4FC954200A2 S1134120F6EFFEC1C3C5C78EFD708EFCC1C7AF02DA S113413001605C0798008800318EBF06018800D1B9 S113414061E888008D129801AF16B44214B461D3AB S113415045EB12B4880199A212B4A214B4AF16B4F8 S11341604214B4DF338F24B40CBCDD1B0CF8DD081F S11341700CE8DD134C08DF205A067F3203003012AE S113418034FCEB4400EF116A0680320300300E3435 S1134190FCEB4400EF028801712BE1C6C09EFC6079 S11341A09EFDC6C4C2C061FCC1C5AF10B46168DD68 S11341B00EEB0EB4899D10A515BF0EB4B210B471E8 S11341C01BE1C4C061FCC1C3C5C78EFD708EFCC1B8 S11341D0E6140218B412F61661D8A1021AB4BF1A72 S11341E0B413BF18B415021CB4121761D8A1021E6F 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S21403FF40FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFB9 S21403FF50FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA9 S21403FF60FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99 S21403FF70FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF89 S21403FF80FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF79 S21403FF90FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF69 S21403FFA0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF59 S21403FFB0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF49 S21403FFC0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF39 S21403FFD0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF29 S21403FFE0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF19 S21403FFF0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF09 S9030000FC Program Rewritten Complete Hello world l d
hyperboot_rl78 有以下兩個缺點：
1。效率低， 每行delay 150ms
2。和上位機hyperterm(超級終端)之間互動沒有通訊協定。
接下來計劃完成一個全新RL78 bootloader，一個上位機，之間通訊採用自定義協議， 或Xmodem協議，開發平臺為CS+ 或 IAR。