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

目前越来越多的微控器(MCU)应用需要使用到复杂的算法及中间件解决方案(middlewaresolution)，因此，如何保护软件方案商开发出来的核心算法等知识产权代码(IP-Code)，便成为微控制器应用中一项很重要的课题。

因为这一重要的需求，AT32WB415系列提供了安全库区(SLIB)的功能，以防止重要的IP-Code被终端用户的程序做修改或读取，进而达到保护的目的。

本文档将详细阐述AT32WB415系列安全库区的应用原理和软件使用方法。

雅特力科技近日推出全新一代低功耗无线蓝牙MCU，该技术符合Bluetooth Low Energy core 5.0双模规范，并已由Bluetooth SIG (蓝牙技术联盟)认可的德国莱因蓝牙质量认证机构测试通过，确保蓝牙产品的兼容相连。

在物联网高阶应用需求下，产品开发日益复杂，待机时间延长，产品尺寸缩小，MCU市场上求"芯"若渴。为满足多元需求，雅特力整合开发一款AT32WB415蓝牙5.0微控制器，搭载ARM^® Cortex^®-M4内核，具有高效能CPU、内存资源及丰富的通讯接口，再集成搭配蓝牙射频(RF)收发器与基带(baseband)功能。相较传统MCU功能分散，AT32WB415通过高度集成使终端应用开发变得更为简单，可简化蓝牙产品开发所需组件，同时帮助客户减少系统成本和占板空间，提升系统可靠性，为消费性电子、智能家居、工业物联网等多项应用领域提供最佳解决方案。

雅特力AT32WB415采用低功耗(BLE)蓝牙5.0，支持睡眠(Sleep)、深睡眠(Deepsleep)及待机(Standby)三种模式，可充分实现低电力能耗。在处理无线数据信号强度时，蓝牙接收(RX)灵敏度最大值可达到-97 dBm，具有超强可靠度，即便处在具有挑战性的环境中信号也能保持稳定接收，而发射功率(TX)-20 dBm至+4 dBm为有效延长电池工作寿命的理想选择。产品内置天线，支持超过30m有效范围距离传输，连接无死角；在传输速度方面，最快则能达到2Mbps。目前AT32WB415已取得Bluetooth SIG蓝牙BQB认证 (Declaration ID : D059796)。

产品效能方面，AT32WB415以高效能Cortex^®-M4为内核，CPU最高支持150 MHz工作频率，内置高达256KB Flash及高达32KB SRAM。集成MCU丰富的外设，由1组12位8通道ADC、2组比较器、4组USART、1组SPI、1组I2C、1组CAN、与1组高级定时器和7组通用定时器所组成，并可同时满足工业级别操作温度-40°C至+105°C，相较市场上同级产品更增添差异化。

此外，由雅特力自行开发的sLib安全库 (Security Library)，可支持密码保护指定范围程序区，方案商烧录核心算法到此区域，提供给下游客户做二次开发，强化产品本身的安全性、可靠性和二次开发的使用便利性。

AT32WB415另一大亮点，不论是从系统开发阶段到量产烧录及后续固件更新，雅特力为用户提供一系列丰富的开发工具，包含AT-START开发板、AT-Link-Family编程调试工具等硬件支持，以及BSP标准库、ICP/ISP编程工具等软件资源，支持Keil、IAR、eclipse、RT-Thread Studio等IDE平台与RT-Thread OS、FreeRTOS及LittlevGL等OS/GUI平台，以系统性的全方位支持，提供开发人员便利性，大幅缩短开发及量产时间，加快产品上市周期。

雅特力专注32位MCU产品研发与创新，通过开发多元高性能MCU、打造完整的价值生态链，不断扩大产品市场布局。AT32WB415作为AT32家族的首个无线蓝牙产品，持续为客户提供满意的高质量产品及服务，帮助用户快速进入无线物联网市场。AT32WB415将于2022年6月开始提供样片。