CC2640R2: 灵活使用 IDE 的 post-build 功能来生成用于量产或者 OAD 的单个固件文件

作者: TI 工程师 张彦

CC2640 R2是一款面向 Bluetooth Smart 应用的低功耗无线 MCU。该芯片运行TI的BLE协议栈,同时具有OAD(Over the Air Download)空中固件升级功能。

CCS是TI提供的强大的MCU/Processor免费软件开发IDE,支持TI全系列的MCU和Processor。IAR是IAR公司提供的商用软件开发IDE。CC2640R2可以选用CCS或者IAR任意一款进行开发。

为了提高OAD的效率,同时为了更合理的代码架构,TI的BLE例程都分为Application和Stack两个工程。但是两个工程和两个固件,往往会造成生产或者OAD的不便,在此我们提供一个小窍门来改善一下这个不便。

首先我们看一下IAR/CCS的编译结果:

IAR和CCS是开发TI的BLE方案的IDE工具。在代码编译完成后,都能生供下载调试用的.out文件,还有.hex文件和.bin文件。

其中.out文件带了调试信息,主要是下载调试用。.hex文件和.bin文件都可以用于生产下载,但是.hex文件又带了地址信息,crc校验等额外信息,所以.out和.hex都会比.bin文件大很多。因此最理想的生产下载文件其实还是.bin文件,同样,对于目前CC2640R2F的OAD功能来说,.bin文件也依然是最佳选择。

 图 1.   编译结果

 

我们再来看一下CC2640R2带OAD特性的工程:

CC2640R2带OAD特性的工程由三个子工程构成,BIM,application和stack。

BIM其实就是bootloader,app就是application,stack就是协议栈。

这样的好处是升级的时候可以只单独更新application部分,并且能大大提高OAD的速度(因为对大多数客户来说实际只需要更新application部分)。

但是这样做的结果就有了三个独立image文件,这会对最终的生产造成困扰。好在IAR或CCS等IDE工具提供了一些方法,能使我们灵活在.hex文件和.bin文件之间互相转换,合并等等,这就是它们提供的post-build工具:post-build顾名思义就是build之后的动作。

先来看一下IAR/CCS的Post-build工具:

以Application工程为例。

IAR的Post-build工具:

                                                                                                                                                         图 2.     IAR Post-build

CCS的Post-build 工具:

                                                                                                                                                        图 3.     CCS Post-build

把IAR和CCS的Post-build 内容拿出来,分别是:

IAR的Post-build内容:

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe

$EXE_DIR$\sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\oad_image_tool.exe

iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$\..\config\iar_boundary.xcl

$PROJ_DIR$\..\stack\FlashROM\Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o

$EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad"

CCS的Post-build内容:

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/oad_image_tool        ccs ${PROJECT_LOC} 1         FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}.hex         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/TOOLS/ccs_compiler_defines.bcfg         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/FlashROM/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack_FlashROM.hex         -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad

上面标红的就是CC2640R2的SDK提供的一些脚本工具,可以在这个目录中找到:C:\TI\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\tools\blestack。分别是

output_converter.exe

oad_image_tool.exe。

SDK提供的这几个.exe文件都是Python文件转换过来的,我们也可以把自己用Python转成的.exe文件放这里来执行。

上述脚本工具在Post-build中的应用

output_converter.exe的用法

output_converter.exe的作用:把.bin文件转换成.hex文件。

用windows的command line可以看到它的参数配置:

图 4.     output_converter.exe的参数配置

oad_image_tool.exe的用法

oad_image_tool.exe的作用:把特定的1个,或者多个.hex文件合并,新生成一个.hex文件,并转换成加上CRC32校验信息的.bin文件,注意的是,新生成的.hex文件是没有加上CRC32校验信息的,只有新生成的.bin文件带。

它是特别指定了OAD要用的BIM,application,stack三个工程的某种组合,且合并的话,只能合并application和stack工程的image,所以这个工具并不是通用.hex转.bin工具,只能配合OAD用(文章后面会有通用.hex转.bin工具介绍)。

图 5.     oad_image_tool.exe的参数配置

*注意:这里说的都是application工程,编译application工程之前,stack工程必须先编译完成。因为很显然,stack工程的.hex文件是其中的一个参数。

output_converter.exe & oad_image_tool.exe的配合:

IAR的工程配置里面,配置的是编译好默认输出.bin文件,所以需要先用output_converter.exe把.bin文件转换成.hex。

CCS则是直接生成.hex文件,CCS只要调用oad_image_tool.exe转换成带CRC32校验信息的.bin文件就可以了。

所以最后总结,不管是IAR还是CCS,都是通过post-build来转换application和stack工程的编译结果,并产生这两个工程单个合并的.hex和.bin文件(BIM工程并不在合并之列),产生的.bin文件是带OAD需要的CRC32的image校验信息的,而.hex文件是不带这个CRC32校验信息的。

Post-build中活用脚本工具

hex的方法烧录

如果用.hex的方式去烧录,这中间就有两个问题:

  • 第一就是还是得烧录两个.hex文件:BIM的.hex,和application+stack合并的.hex。
  • 第二就是,默认的post-build产生的.hex文件不带CRC32信息,如果直接把最终产生的单个.hex文件和BIM工程的.hex文件烧录至芯片,由于application镜像的起始位置不带有效的CRC32信息,因此BIM会认为这是无效的镜像,最后造成无法跳转到application去执行。

要解决这两个问题,就得在application+stack的.hex起始位置加上有效CRC32校验信息,然后把BIM的.hex文件和application+stack的.hex文件合并,变成真正的单个.hex,这样直接下载就没问题了。

解决方法:

  • 首先,给application+stack的.hex文件头部相应位置加入CRC32信息。

实际上经过oad_image_tool.exe合并的application+stack的.bin文件的头部已经有CRC32校验信息,而且output_converter.exe能把.bin文件转成.hex文件,所以最快的方法自然是用output_converter.exe把已经合并的application+stack的.bin文件再转换成.hex就行了:

$TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe -o

$EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin"

这个产生的.hex就是application+stack,并带CRC32信息。

  • 接下来就是把BIM的.hex和application+stack带CRC32信息的.hex 合并。

由于SDK提供的oad_image_tool.exe是一个特殊的工具,并不能随意合并任意的.hex文件,所以不能用这个工具来合并BIM和application+stack的.hex文件。这里提供一个能合并任意.hex文件的工具:hexmerge.exe,这个也是通过python转换的.exe文件,后面会介绍怎么转换的。

把hexmerge.exe放到对应目录下,比如:C:\TI\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\tools\blestack\oad

用法:

$TOOLS_BLE_DIR$\oad\hexmerge.exe -o $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$\..\bim_offchip\

FlashOnly \Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex

$EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex

 

把上面两条命令加入到post-build中去,下面蓝色部分:

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe $EXE_DIR$\sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\oad_image_tool.exe iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$\..\config\iar_boundary.xcl $PROJ_DIR$\..\stack\FlashROM\Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad & $TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe -o $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\hexmerge.exe -o $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$\..\bim_offchip\FlashOnly\Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex $EXE_DIR$\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_app_FlashROM_oad_merged_crc32.hex"

这样,最终就能产生出一个bim+application+stack三个工程合并后的.hex文件,并且带CRC32校验,一次性下载到芯片后能直接运行。

bin的方法烧录

 

如果用.bin的方式烧录,那么CRC32的问题是不存在的,存在的唯一问题就是:

  • BIM的.bin和application+stack的.bin是两个独立的文件,没法同时烧录,也没法分别烧录,因为.bin文件是不带地址信息的,比较麻烦。

最好的方法当然是把这几个.bin文件合成一个,再进行烧录。但SDK提供的oad_image_tool.exe又不能直接把BIM合并进去产生.bin文件,所以还是需要借助其他工具。

其实根据前面的启发,最快的方法,只要把前面的过程中产生的BIM+application+stack并带CRC32校验的.hex文件直接转换成.bin文件就行了。我们借用hex2bin.exe这个工具,同样,也是python转换过来的.exe。

解决方法:

  • 首先,比如也把hex2bin.exe放到下面目录中:

C:\TI\simplelink_cc2640r2_sdk_1_40_00_45\tools\blestack\oad

用法:

$TOOLS_BLE_DIR$\oad\hex2bin.exe $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.hex $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.bin

那么把这条命令加到post-build中去:

cmd /C "$TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe $EXE_DIR$\sp_oad_offchip_$PROJ_FNAME$_$CONFIG_NAME$.bin & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\oad_image_tool.exe iar $PROJ_DIR$ 1 $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$.hex $PROJ_DIR$\..\config\iar_boundary.xcl $PROJ_DIR$\..\stack\FlashROM\Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_stack_FlashROM.hex -o $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad & $TOOLS_BLE_DIR$\output_converter\output_converter.exe -o $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged_crc32.hex $EXE_DIR$\$TARGET_BNAME$_oad_merged.bin & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\hexmerge.exe -o $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.hex $PROJ_DIR$\..\bim_offchip\FlashOnly\Exe\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_bim_offchip_FlashOnly.hex $EXE_DIR$\sp_oad_offchip_cc2640r2lp_app_FlashROM_oad_merged_crc32.hex & $TOOLS_BLE_DIR$\oad\hex2bin.exe $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.hex $EXE_DIR$\bim_app_stack_crc32.bin"

所以总结起来,只要把上面的这一整段命令复制,粘帖到IAR的post-build配置中去,我们就能通过IAR的一次编译,自动同时可以得到一个合并了BIM,application,stack的完整的.hex和.bin文件(bim_app_stack_crc32.hexbim_app_stack_crc32.bin),可以用于烧录。

图 6.     IAR 最终生成的编译结果

在CCS中的灵活用法

前面是基于IAR的配置方式,基于CCS的本质上也是一样,在post-build中,加入:

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/oad_image_tool         ccs ${PROJECT_LOC} 1         FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}.hex         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/TOOLS/ccs_compiler_defines.bcfg         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack/FlashROM/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_stack_FlashROM.hex        -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad

${TOOLS_BLE_DIR}/output_converter/output_converter         -o

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged.bin

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hexmerge        -o ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex         ${WORKSPACE_LOC}/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app/FlashOnly/bim_oad_offchip_cc2640r2lp_app.hex         ${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/${ProjName}_${ConfigName}_oad_merged_crc32.hex

 

${TOOLS_BLE_DIR}/oad/hex2bin        

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.hex

${WORKSPACE_LOC}/simple_peripheral_cc2640r2lp_oad_offchip_app/FlashROM/bim_app_stack_crc32.bin

这样,编译完application工程后,就能自动得到合并了BIM+application+stack的.hex和.bin文件(bim_app_stack_crc32.hexbim_app_stack_crc32.bin)。

图 7.     CCS 最终生成的编译结果

结论:

IDE工具的Post-build往往在实际开发过程中容易被忽略,其实只要灵活应用,还是能帮助我们做很多事情的,比如本文所说针对CC2640R2F的固件的生成,灵活应用Post-build功能就能方便产生我们自己需要的固件,提高工作效率。

 

另附

Python的独立可执行.exe脚本文件

如何通过Python得到可直接独立执行,不需要python环境的.exe文件?可以用Pyinstaller这个工具,Pyinstaller是一个可以把Python脚本文件打包成.exe的工具。

       Python环境下载:https://www.python.org/

       Pyinstaller下载:http://www.pyinstaller.org/

这里用到的hexmerge和hex2bin,用的是python的intelhex库:https://pypi.python.org/pypi/IntelHex

 

  • SDK提供的oad_image_tool.exe能直接把BIM合并进去产生.bin文件

    IAR的Post-build内容:

    %TOOL_DIR%\oad_image_tool.exe %APP_DIR%\simple_peripheral_cc2640r2lp_app.hex %STACK_DIR%\simple_peripheral_cc2640r2lp_stack.hex %BIM_DIR%\bim_oad_offchip.hex -t offchip -i app --imgVer 0x0 -ob .\%BIN_NAME%.bin -m 0x0040 -r 0x0000