BootLoader - 嵌入式固件升级工具

基于 Qt 6.8.1 开发的嵌入式固件升级工具，支持串口/网口双模式，可对 FPGA、DSP、ARM 等多种设备进行固件升级。

✨ 特性

• 🔌 双通信模式 - 支持串口（RS232/USB-TTL）和网口（TCP）
• 🎯 多设备支持 - FPGA、DSP1、DSP2、ARM 四种设备类型
• 📦 实时进度 - 显示升级进度和详细状态信息
• 📝 日志记录 - 完整的通信日志，便于调试和问题排查
• 🔄 智能重试 - 自动超时检测和重传机制

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项目结构

BootLoader/
├── bin/                              # 可执行文件目录
│   ├── BootLoader.exe                # 编译后的可执行程序
│   ├── BootLoader 使用说明.md         # 软件使用手册
│   └── bootloader.log                # 运行日志文件（自动生成）
│
├── doc/                              # 文档目录
│   └── BootLoader流程协议解析.md      # 通信协议详细说明
│
├── gui/                              # 界面设计文件
│   └── mainwindow.ui                 # Qt Designer UI 文件
│
├── inc/                              # 头文件目录
│   ├── communication.h               # 通信管理器类
│   ├── mainwindow.h                  # 主窗口类
│   ├── protocol.h                    # 协议解析类
│   └── upgrade.h                     # 升级管理器类
│
├── src/                              # 源文件目录
│   ├── communication.cpp             # 串口/TCP 通信实现
│   ├── main.cpp                      # 程序入口（含试用期验证）
│   ├── mainwindow.cpp                # 主窗口实现
│   ├── protocol.cpp                  # 协议编码/解码实现
│   └── upgrade.cpp                   # 升级状态机实现
│
├── test/                             # 测试工具目录
│   ├── test_TCP.py                   # TCP 网口测试服务器（模拟下位机）
│   └── test_COM.py                   # 串口测试服务器（模拟下位机）
│
├── BootLoader.pro                    # Qt 项目文件
├── README.md                         # 项目说明文档（本文件）
└── .gitignore                        # Git 忽略配置

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核心模块说明

1. 通信模块 (communication.cpp/h)

负责底层串口和 TCP 通信

2. 协议模块 (protocol.cpp/h)

实现 BootLoader 协议的编码和解析

3. 升级管理模块 (upgrade.cpp/h)

管理整个升级流程状态机

4. 主窗口模块 (mainwindow.cpp/h)

提供用户交互界面

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编译和构建

开发环境要求

• Qt 版本：6.8.1 或更高
• 编译器：MinGW 64-bit（Windows）
• IDE：Qt Creator 13.0+ 或 Visual Studio 2019+
• CMake：3.16+ （可选）

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测试方法

项目提供了两个 Python 测试脚本，用于模拟下位机响应，便于在没有实际硬件时进行功能测试。

测试工具说明

1. TCP 网口测试 (test_TCP.py)

模拟通过 TCP 网络连接的下位机。

2. 串口测试 (test_COM.py)

模拟通过串口连接的下位机。

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协议说明

详细的通信协议请参考：doc/BootLoader流程协议解析.md

协议要点

• 帧头：上位机 0xAA 0x55，下位机 0x55 0xAA
• 长度：大端序 2 字节，表示整帧长度
• 报文类型：区分请求、数据、结束等不同阶段
• 应答标识：上位机固定 0xFE，下位机表示执行状态
• CRC：CRC16-MODBUS，高位在前

升级流程

上位机                                     下位机
  |                                          |
  |--- 0x01 升级请求 ----------------------->|
  |<-- 0x01 允许升级 (FLAG=0x04) ------------|
  |                                          |
  |--- 0x02 系统复位 ----------------------->|
  |<-- 0x02 重启成功 (FLAG=0x0C) ------------|
  |                                          |
  |--- 0x06 FPGA升级指令 -------------------->|
  |<-- 0x06 擦除Flash成功 (FLAG=0x0A) --------|
  |                                          |
  |--- 0x07 FPGA数据包 1 -------------------->|
  |<-- 0x07 命令执行成功 (FLAG=0x00) ---------|
  |--- 0x07 FPGA数据包 2 -------------------->|
  |<-- 0x07 命令执行成功 ---------------------|
  |    ... (循环发送所有数据包)                |
  |                                          |
  |--- 0x09 FPGA升级结束 -------------------->|
  |<-- 0x09 所有数据包发送成功 (FLAG=0x0E) ---|
  |                                          |
  |    ... (DSP1, DSP2, ARM 同样流程)         |
  |                                          |
  |--- 0x10 总体结束 ------------------------>|
  |<-- 0x10 命令执行成功 (FLAG=0x00) ---------|
  |                                          |

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故障排查

常见问题

问题	可能原因	解决方法
串口打开失败	端口被占用	关闭其他串口工具，重新插拔设备
TCP 连接超时	IP 或端口错误	检查 IP 配置，使用 ping 测试
CRC 校验失败	通信干扰或数据损坏	降低波特率，减小数据包大小
升级超时	设备响应慢或未响应	检查设备状态，重启设备

调试建议

1. 启用日志：勾选日志功能，便于事后分析
2. 降低速度：减小数据包大小（如 512），降低传输速率
3. 隔离测试：先用测试脚本验证通信，再测试真实设备
4. 检查硬件：确认线缆质量、接口牢固、供电稳定

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开发指南

添加新设备类型

1. 在 protocol.h 中添加新的报文类型常量
2. 在 upgrade.cpp 中的设备列表添加新设备
3. 在 mainwindow.ui 中添加对应的复选框和文件选择控件
4. 更新状态机逻辑，添加新设备的升级流程

修改通信参数

• 串口波特率：修改 communication.cpp 中的 openSerial() 函数
• TCP 端口：修改界面默认值和 openTcp() 函数
• 超时时间：修改 upgrade.cpp 中的超时定时器时长

扩展协议

如需支持新的应答标识或报文类型，需同步修改：

1. protocol.h - 添加常量定义
2. protocol.cpp - 更新描述映射函数
3. upgrade.cpp - 更新状态机处理逻辑

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