CC2640R2F藍芽5片外OAD的實現
1.OAD概述
OAD是一種裝置韌體升級方法，允許使用藍芽低功耗連線通過無線方式更新裝置上執行的韌體映像，同時提供斷電保護。OAD分為片外OAD(off-chip OAD)和片內OAD(on-chip OAD),在CC2640R2F藍芽5.0中，BLE5-Stack僅支援片外OAD。本文就是介紹如何在CC2640R2F藍芽5.0的環境中實現片外OAD升級。要實現OAD需要兩個支援BLE的裝置，筆者選擇的是兩塊CC2640R2F開發板，作為OAD目標裝置和OAD下載裝置。
OAD目標裝置（OAD Target）即我們要更新的外圍裝置。OAD Target使用啟動映像管理器也就是BIM工程來幫助韌體升級，BIM在裝置重置時執行，並確定是否應用韌體更新。如果沒有應用更新，則BIM就將程式執行轉移到主應用程式映像。
OAD下載裝置（OAD Downloader）提供可供OAD升級的韌體更新映像,將需要升級的映像檔案寫入OAD Target。過程大體情況如下圖所示
2.片外OAD介紹
片外OAD支援分離映象片外OAD(Split Image Off-Chip OAD)和堆疊庫片外OAD（Library Off-Chip OAD）。也就是片外OAD支援Stack和Stack_library影象型別。
2.1分離映象片外OAD(Split Image Off-Chip OAD)
分離映象片外OAD支援app、stack單獨升級，如果開發人員想要以額外的傳輸時間為代價升級應用程式以及堆疊，則也可以生成App + Stack OAD Image，進行app+stack升級。
其中在SimpleLink CC2640R2 SDK中存在著一個分離映象OAD的例項，叫做simple_peripheral_oad_offchip專案，具有App片外OAD的實現，被稱為開箱即用。筆者使用的是simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45版本，該專案存放在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\examples\rtos\CC2640R2_LAUNCHXL\ble5stack。請注意BIM工程也是位於該地址。
下面我用開箱即用為例，介紹如何將OAD升級移植到自己的產品中去。
2.1.1開箱即用
實驗環境：
協議棧版本：simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45
編譯軟體：IAR8.11 \CCS7.2.0
硬體平臺：CC2640R2F LaunchPad
模擬器：XDS110
2.1.1.1用IAR來實現
要實現片外OAD，需要三個工程檔案，BIM、APP、STACK。在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\examples\rtos\CC2640R2_LAUNCHXL\ble5stack路徑下就可以找到三個工程，bim_oad_offchip（BIM工程），simple_peripheral_oad_offchip（其中包含了STACK和APP工程）。
對BIM工程進行處理
BIM要求在OAD升級中駐留在FLASH中，以便提供一個故障檢測機制，用於確定時候執行現有的應用程式映象還是從外部flash中拷貝新的映象到內部flash中。當有新的映象存在在外部FLASH中，BIM對映象進行CRC校驗，如果CRC校驗通過，並且沒有定義NO_COPY巨集，BIM將新的映象複製到內部flash中，如果定義了NO_COPY巨集，BIM將不會載入任何新映象。
開啟bim_oad_offchip專案後開始修改BIM，請確定是否有將NO_COPY巨集刪除，如果沒有請將該巨集前面加上x。具體操作如下：點選project，選中Options，選擇C/C++ Compiler，點選Preprocessor，在Defined symbols中找到NO_COPY，在前面加上x，變成xNO_COPY。接下來請在Application檔案下找到startup_iar.c，在這個函式檔案中找到void ResetISR(void)中的SetupTrimDevice()。請將SetupTrimDevice()遮蔽，如果沒有遮蔽掉，除錯下會出現問題，官方給定的工程下會有bug,將這一句遮蔽掉即可。
接下來修改外部flash引腳，找到Board檔案下的bsp.h，這步可以根據自己需求來設定引腳
**//** Board external flash defines
#define BSP_IOID_FLASH_CS IOID_20
#define BSP_SPI_MOSI IOID_9
#define BSP_SPI_MISO IOID_8
#define BSP_SPI_CLK_FLASH IOID_10
請注意：修改後的引腳不要和其它引腳重複定義，如果有重複，比如若"BSP_IOID_LED_2"也被定義為IOID_20,請將"BSP_IOID_LED_2"定義為“PIN_UNASSIGNED”
接下來增加flash晶片型號的定義
在Middleware的ExtFlash檔案下找到ext_flash.c，預設支援四種型號的Flash,如果自己的Flash型號不在這四種內，在檔案中增加自己的flash定義，如下圖所示
即在
{
.manfId = 0x0，
.devId = 0x0，
.deviceSize = 0x0
}
前增加
{
.manfId = 0xEF， //add our flash
.devId = 0x13,
.deviceSize = 0x100000 //1 MByte(8 Mbit)
}
其中manfId、devId、deviceSize的值要根據自己產品中使用的外部flash型號來定義。下面提供方法來查詢自己的Flash型號。
開啟相關手冊的W25Q80晶片手冊_EN，輸入“Device ID”查詢,在10.2.1 Manufacturer and Device Identification，如下圖
可以看到自己的Flash的資訊，W25Q80的manfld是0xEF，devId是0x13，也可以在CC2640R2的外設教程中看到自己的Flash型號和大小。
對APP工程進行處理
開啟simple_peripheral_oad_offchip專案，選中cc2640r2lp_app-FlashROM_OAD_Offchip(APP工程)，在Middleware的ExtFlash檔案下找到ExtFlash.c，和在BIM工程中處理的一樣，加入自己的Flash型號。接下來在Startup檔案的board.c下找到CC2640R2_LAUNCHXL.c，將Flash對應的SPI的引腳定義為和BIM工程的bsp.h一樣，如圖
這裡也請注意，不要將引腳重複定義，將重複的引腳定義為“PIN_UNASSIGNED”即可，如同BIM工程一樣處理。
2.1.1.2用CCS來實現
同樣需要三個工程檔案，BIM、APP、STACK。將bim_oad_offchip（BIM工程）和simple_peripheral_oad_offchip（其中包含了STACK和APP工程）匯入CCS中。
點選BIM工程，變為ble5_bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app[Active-FlashOnly]，右鍵點選Properties，選擇ARM Compiler的Predefined Symbols,在右邊的Pre-define NAME(–define，-D)加入xNO_COPY。接下來找到Application檔案的startup_ccs.c，將Setup TrimDevice()遮蔽。在bsp.h檔案中，修改外部flash引腳定義，在ext_flash.c檔案中，加入Flash型號，和在IAR中配置的一樣，這裡就不在贅述。
點選APP工程，找到CC2640R2_LAUNCHXL.h和ExtFlash.c修改外部flash引腳定義和增加flash晶片型號定義，和上面用IAR實現的步驟一樣。
2.1.1.3將工程燒錄進開發板
執行Setup_SmartRF_Flash_Programmer_2.exe，安裝SmartRF Flash Programmer 2。將開發板插入PC端，開啟SmartRF Flash Programmer 2，右邊的Connected devices顯示當前連線的開發板，右鍵連線，這個開發板是作為OAD Target裝置。將BIM、stack、app工程編譯生成三個hex檔案，點選Multiple,將三個hex檔案燒錄進OAD Target裝置
2.1.1.4用BLE Device Monitor和BTOOL來幫助片外OAD升級
網上有的人說BLE Device Monitor可以實現OAD升級，但筆者自己試了幾次，發現CC2640R2F藍芽5.0的升級存在問題，因此建議大家用官方自帶的BTOOL。
BTOOL是一個用於藍芽裝置除錯的PC軟體工具，可以在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\tools\ble5stack\btool路徑下找到它，開啟即可。現在就需要用到OAD Downloader裝置，該裝置必須要燒寫執行主機測試示例應用程式cc2640r2lp_host_test.hex，這個檔案可以在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\examples\rtos\CC2640R2_LAUNCHXL\ble5stack\hexfiles下找到，利用SmartRF Flash Programmer燒寫進OAD Downloader裝置即可。將OAD Downloader裝置插入PC端，這樣開啟BTOOL後就可以接收廣播到的裝置資訊。埠等資訊按下圖設定即可。
下面點選Scan按鍵，搜尋現在正在廣播的裝置，選中OAD Target裝置的地址，點選Establish，介面右邊就會顯示連線的OAD Target裝置地址，這樣就說明已經連線上了。有關步驟可參見下圖。
如若不知道自己的OAD Target裝置地址，可以通過SmartRF Flash Programmer 2進行檢查，開啟它，連線裝置，在介面上方選擇MAC Address，在Primary address中“read”BLE MAC address，就可以顯示自己的裝置地址。
選擇BTOOL中的OAD選項並啟動OAD過程。
在這個過程中，為了驗證OAD是否成功 ，可以通過更改藍芽裝置的名稱來確定。可以在APP工程中的simple_peripheral.c找到，如下圖所示。
可以更改圖中藍色字元來改變藍芽裝置廣播名稱，注意，如若刪除增加字元，請相應的將長度也改變。將生成的bin檔案放入BTOOL中，傳送。
OAD的流程繼續如下
當顯示如下則說明OAD升級已然成功。
當然，這裡只是BTOOL說明OAD升級成功了，自己還要進行驗證。將OAD Target裝置從PC端拔下（如若單單按下重啟按鍵會出現HIB現象，所以筆者建議拔電重啟），拔電重啟後開啟BLE Device Monitor，搜尋正在廣播的裝置，可以發現搜尋到的藍芽裝置中有自己命名的OAD Target就說明OAD真正成功了。
2.2堆疊庫片外OAD(Library Off-Chip OAD)
支援APP+STACK的升級，由於藍芽5專案大部分都是堆疊庫專案，下面來介紹如何在現有專案里加入OAD功能。
以下所有的更改都是基於APP工程，對STACK工程不需要更改。
1.bim_oad_offchip工程按原樣使用專案，不需要更改。
2.將OAD配置檔案程式碼新增到應用程式專案：
可以在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\source\ti\ble5stack\profiles\oad\cc26xx找到所需檔案。
oad.c
oad.h
oad_target.h
oad_target_external_flash.c
方法如下，下同。
3.將外部flash中介軟體新增到應用程式專案
可以在C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\source\ti\mw\extflash找到。
ExtFlash.c
ExtFlash.h
4.為專案新增必要的包含路徑：
點選"Options"，選擇C/C++Compiler，在Preprocessor中的Additional include directories，增加C:\ti\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\source\ti\ble5stack\profiles\oad\cc26xx路徑。
5.使用適當的片外OAD連結器檔案並正確配置它。
IAR專案應該使用：
cc26xx_app_oad.icf
CCS專案應使用：
cc26xx_app_oad.cmd
在IAR的專案中修改cc26xx_app_and_stack.icf
5.1.定義應用程式和堆疊程式碼和資料的位置
將//Code and RO Data
place in FLASH_ALL {readonly};
改為
place in FLASH {readonly};
5.2.接下來重新定義FLASH，使得它從未定義的符號OAD_FLASH_START到FLASH_END，OAD_FLASH_START表示應用程式/堆疊程式碼可以開始的位置。
define region FLASH = men:[from OAD_FLASH_START to FLASH_END];
5.3.定義OAD元資料的符號：
//OAD specific
define symbol OAD_HDR_SIZE = 16;//size of metadata vector
define symbol OAD_HDR_START = FLASH_START;
define symbol OAD_HDR_END = OAD_HDR_START+OAD_HDR_SIZE-1
5.4.定義OAD_FLASH_START，計算元資料向量以及中斷表：
define symbol OAD_FLASH_START = INT_VEC_START + INT_VEC_SIZE;
注意：要完全定義OAD_FLASH_START需要考慮中斷向量表，請接下一步。
5.5.需要放置中斷向量表，以使應用程式正常執行。通常，表格會在快閃記憶體開始時開始; 但是，由於元資料向量，需要移動表。
首先定義符號來表示表：
define symbol INT_VEC_SIZE = 64;
define symbol INT_VEC_START = OAD_HDR_START + OAD_HDR_SIZE;
define symbol INT_VEC_END = INT_VEC_START + INT_VEC_SIZE - 1;
最後，對於記憶體放置，需要新增以下內容，以便.intvec正確放置該部分：
// Interrupt Vector Table
place at start of INT_VEC { readonly section .intvec };
keep { readonly section .intvec };
注意：新增後刪除原有的程式碼
5.6.刪除以下行
// CCFG
place at end of FLASH_LAST_PAGE { readonly section .ccfg };
keep { section .ccfg };
6.在應用程式中新增前處理器定義：
FEATURE_OAD
HAL_IMAGE_E
7.在pre-build中新增OAD_IMAGE_E
您可能需要更改OAD_IMG_E=1為OAD_IMG_A=1或OAD_IMG_B=1根據您的使用的版本情況
8.更改外部FLASH的引腳分配情況，這個根據自己情況設定，因為在分離映象中已經敘述，這裡不再重複。
9.更新OAD影象工具構建步驟，生成帶有校驗的bin檔案
在Post-build command line中更改為cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.bin -a 0x10 & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\oad_image_tool.exe $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.hex -t offchip -i app --imgVer 0 -ob $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.bin -m 0x0000 --r 0x0000"
經過上述步驟就完成了在現有專案中加入OAD的功能，編譯後將hex和BIM的hex檔案一起燒錄進OAD Target裝置。接下來進行OAD升級，方法和開箱即用的相同，這裡不再敘述。
參考文件：file:///C:/ti/simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45/docs/ble5stack/ble_user_guide/html/oad/oad_offchip.html