概述

OTA（Over-The-Air Technology）即空中下载技术，利用OTA技术可以在不接触（接线）的情况下对芯片程序进行升级。AT32WB415的OTA是通过蓝牙的方式实现的，利用芯片中的蓝牙模块（BLE）接收上位机发送的升级命令和程序代码。OTA分为两个部分，用户可以选择OTA升级BLE模块APP，也可以选择OTA升级MCU端。对于MCU端的升级参考了IAP功能的实现，需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序不执行正常的功能操作，而只是通过串口接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目代码才是真正的功能代码。

AT32WB415 OTA程序设计

地址分布

表1. 地址分布

注：mcu bootloader区域最后一个扇区，用于存放防止升级过程掉电的flag，用户编译修改bootloader时，要保证不覆盖flag的地址。

上位机软件设计

为了方便用户开发，本应用指南提供了可用于AT32WB415升级的上位机OTA软件，其主要包括扫描、连接蓝牙设备，获取设备信息，打开并下载OTA文件等。软件流程如下：

1) 扫描并连接设备

2) 调用FFC0服务中的FFC1特征，发送0x00，等待BLE端回复设备信息数据，共10 bytes，包括2 bytes app版本号，2 bytes app长度，4 bytes uid，2 bytes rom版本号；

3) 选择下载的bin文件，再次调用FFC1特征，发送bin文件头部信息，共16 bytes，等待BLE端接收该信息，并返回2 bytes数据，返回值为0x0000；

4) 调用FFC2特征，开始发送bin文件，每次发送18 bytes，包括2 bytes block number和16 byts bin文件数据，当block number等于bin文件头部信息中的bit[6:7]/4时，传输完成

5) 调用FFC1特征发送0x5AA5，请求BLE返回OTA结果，如果返回0，则持续发送0x5AA5，如果返回非0值，则发送0xA55A提示BLE进行复位。BLE端返回值含义：

— 0x0000：正在进行OTA

— 0xFFF0：成功

— 0xFFF1：错误

— 0xFFF2：超时

— 其他值：返回值错误

程序执行整体流程框图如下：

图1. 上位机程序执行流程

BEE模块软件设计

对于BLE模块部分的软件设计，boot&stack code部分无需修改，软件设计都在app code。主要包含了以下内容：

1) 接收上位机蓝牙数据

2) 对蓝牙接收到的bin文件进行分析，在bin档头部包含了app版本、rom版本、uid等内容

3) 判断app版本号，app_version>0x8000，则用于MCU app升级，否则用于BLE模块app升级

4) MCU app升级时，先发送0xa55a5aa5到MCU，提示其复位芯片，进入bootloader程序，然后通过串口将接收到的蓝牙数据发送给MCU

5) BLE模块app升级时，直接将接收到的数据写入flash中OTA数据存放区域

6) 等待发送完成，复位BLE模块程序执行整体流程框图如下：

图2. BLE程序执行流程

MCU软件设计

MCU软件设计分为Bootloader和App两部分，应用在App中执行，升级过程在bootloader中执行。Bootloader功能包含：

1) 读取flash中的标志判断是否需要更新app

2) 如果无需更新则直接跳转app执行，需要更新则继续执行下面的操作

3) 接收BLE模块发送的串口数据，将数据保存至mcu ota code区域

4) 数据接收完成后将OTA数据搬运至mcu app code区域并跳转至app执行

App功能包含：

1) 清除flash中的OTA更新标志

2) 运行app功能代码（IO翻转）

3) 串口持续监测是否收到OTA升级命令（0xa55a5aa5）

程序执行整体流程框图如下：

图3. MCU程序执行流程

一、 bootloader project设置

1) Keil设置

图4. bootloader project中address 4在Keil设置

2) bootloader源程序修改Iap.h文件中

图5. bootloader project中address 5在程序中设置

二、app project设置

IAP demo提供了2个app程序供测试用，皆以address 5（0x800 4000）为起始地址。app1 LED3闪烁，app2 LED4闪烁。以app2为例，设计步骤如下：

1) Keil工程设置

图6. app project中address 5在Keil设置

2) app1源程序设置

图7. app project向量表偏移在程序中设置

3) 编辑generate_app.bat批处理文件

文件中的“-v 0x8002”为app程序版本号，可配置为0x8000-0Xffff范围内的任意值。

4) 编译生成bin文件

通过User选项卡，设置编译后调用fromelf.exe，根据axf文件生成bin文件，然后设置调用encrypt_app.bat批处理文件，生成OTA升级所需的bin文件。

通过以上3个步骤，我们就可以得到一个APP程序，将bin文件添加到OTA上位机软件即可实现app程序的更新。

如果在设计app code过程中需要对app project进行单独调试，请按照以下操作

a) 先下载bootloader工程

b) 再调试app工程

电子竞技行业近年来发展迅速，成为一个全球性的热潮。根据统计数据，2022年全球电竞观众数量已经超过了5亿人，市场规模也达到了13亿美元。这个行业的快速发展得益于技术的不断进步，其中高速USB接口技术便是其中一个重要因素。

电竞游戏节奏快速，需要实时传输和响应大量的数据，对键盘、鼠标、显示器等设备的灵敏度、舒适度有着更高要求，需要玩家能够快速、准确地输入指令，从而在游戏中获得优势，这就需要电竞设备具备高效的数据传输能力，以避免数据拥堵或延迟。高速USB接口因其通用性、便捷性和快速传输数据的特性，在键盘与鼠标上得到了广泛的应用，有效改善了传统键鼠容易出现卡顿和延迟的情况，设备连接更加便捷，按键响应更加迅速，用户可以更快地完成输入，提高游戏体验感。

MCU作为应用的核心控制单元，负责协调和管理各个组件的工作，包括按键、USB接口和其它外设，承担着键鼠与计算机之间的数据传输和信号处理任务，确保了产品的高速、稳定和可靠。基于雅特力AT32F405的电竞键鼠应用方案搭配高速USB 2.0 OTG，可实现有线或无线的高Report Rate，最高可达8k Report Rate的速率。通过拓展外部RF可实现三模连接，即USB+BLE+2.4G模式，为游戏玩家提供了更加流畅、方便快捷的输入体验。

▲8K Report Rate 实测USB数据包

基于AT32F405的电竞键鼠应用方案

AT32F405集成独立的HS USB OTG(内建PHY)与FS USB OTG，HS USB 2.0数据传输速率达480Mbps，大幅提升电竞键鼠反应速度和精准度，以更低延时在竞技类游戏中占得先机。高速USB接口还支持多通道数据传输，可以同时处理多个设备的数据传输请求，使得电竞键鼠能够更稳定地连接到电脑。

电竞键鼠需要具备高度的自定义功能，以满足不同玩家的需求。AT32F405拓展了丰富外设接口，1组QSPI、1组CAN总线、8个UART、3个SPI/I²S与1个独立全双工I²S、3个I²C、1个16位高级定时器、7个16位通用定时器、1个32位通用定时器、2个16位基本定时器，同时还扩展了最高1个采样率高达2Msps的12位16通道高速ADC。丰富的接口为电竞键鼠的设计和应用提供了广阔的空间，可以实现高性能、个性化的产品应用，为玩家带来更好的操作体验。

通过SPI接口连接外部存储器、传感器等器件，通信速率最高可达36兆位/秒，可实现对电竞键鼠RF无线模块的灵活控制。AT32F405还内建PHY，大大降低了外围电路成本，提供封装尺寸最小为4 x 4mm，可满足各类小体积无线USB Dongle需求。

电竞键鼠利用多路PWM控制信号来实现灯光和多媒体控制功能。AT32F405通过优化PWM信号的频率和占空比，以及整合多路信号，实现多种炫酷的灯光效果，为玩家带来沉浸式的操作体验。

此外，AT32F405搭载ARM®-Cortex®-M4内核，CPU主频达216MHz，内建单精度浮点运算单元(FPU)和数字信号处理器(DSP)，具有高效的运算能力，搭配高DPI光学传感器，可捕捉到鼠标移动的微小细节，并快速处理和计算鼠标光学传感器采集的数据，实现更快速、更精准的移动和定位，同时提高键盘按键响应能力和速度。

一、调试工具及开发板

目前AT32F425开发板都自带AT-Link-EZ调试工具，AT-Link-EZ如下图左边红框所示，它也可拆开后单独搭配其他电路板使用，支持IDE在线调试、在线烧录、USB转串口等功能。

图1. AT32F425开发板实物图

注意：AT-START板配备资源的详细说明，请参考《UM_AT_START_F425_Vx.x》，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的Evaluation Board(开发板)资料包解压后\AT_START_F425_Vx.x\03_Documents。

图2. 雅特力科技官方网站AT-START-F425开发板资料包