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一、Flash 分区表 —— 给你的 Flash “划地盘”

1. 为什么要分区？

就像硬盘分 C 盘、D 盘，Flash 也得划出不同的功能区，让升级过程中新固件的下载、校验、搬移都不会破坏当前正在运行的程序。

2. 一个最典型的 STM32F4 分区设计（1MB Flash）

假设芯片 Flash 总大小 1MB，起始地址 0x08000000。

分区名起始地址大小作用Bootloader0x0800000064KB上电第一行代码，负责验签、搬运固件、跳转App 主区0x08010000448KB当前运行的应用程序 (APP)下载暂存区0x08080000448KB接收 OTA 新固件，差分还原也在这里参数区0x080F000064KB存升级状态、版本号、断点续传偏移量等

如果你做 A/B 面升级（更稳），那就不要暂存区，而是两个同样大小的 App 分区：APP_A (0x08010000) 和 APP_B (0x08060000)，互相切换。
上面的例子是 暂存区+还原 方案，适合差分升级，ROM 刚好够用。

3. 分区表如何落地到代码里？

① 头文件中用宏定义地址和大小（bootloader、app 代码共用）

// flash_partition.h
#define FLASH_BASE            0x08000000UL
#define BOOTLOADER_SIZE       0x10000   // 64KB
#define APP_SIZE              0x70000   // 448KB
#define DOWNLOAD_SIZE         0x70000
#define PARAM_SIZE            0x10000

#define BOOTLOADER_START      FLASH_BASE
#define APP_START             (FLASH_BASE + BOOTLOADER_SIZE)          // 0x08010000
#define DOWNLOAD_START        (APP_START + APP_SIZE)                  // 0x08080000
#define PARAM_START           (DOWNLOAD_START + DOWNLOAD_SIZE)        // 0x080F0000

② 链接脚本 .ld 文件里限制代码存放范围
APP 的链接脚本必须告诉编译器：代码只能放在 APP_START 开始的区域。

/* STM32F407VG_APP.ld */
MEMORY
{
  FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08010000, LENGTH = 448K
  RAM   (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

这样生成出来的 app.bin，最开头的中断向量表就天然在 0x08010000。

二、中断向量偏移量 —— 让 CPU 找到“对的菜单”

1. 为什么要设偏移量？

CPU 响应中断时，会到一个固定的寄存器 SCB->VTOR 指明的地址去找中断服务函数入口表。

芯片刚上电，VTOR 默认指向 0x00000000（映射到 0x08000000），那里是 Bootloader 的向量表。
一旦我们要执行 APP，CPU 必须去 0x08010000 找 APP 自己的向量表，否则中断一来，设备就死机或乱跳。

这就是“中断向量表重映射”：把 VTOR 的值从 Bootloader 的地址改成 APP 的地址。

2. 配置位置：链接脚本 + 代码配合

第一步：链接脚本定义 APP 的基地址

上面 .ld 文件已经指定了 FLASH 起始地址 0x08010000，编译出来的第一个 32 位数（初始 SP）和第二个 32 位数（Reset_Handler）就在这个地址。向量表位置已经定了。

第二步：代码里设置 VTOR 寄存器

必须在 APP 运行的第一时间设置，通常放在 system_stm32f4xx.c 里的 SystemInit()，或者在 main() 最开头手动加。

找到/修改 system_stm32f4xx.c 中的宏：

#define VECT_TAB_OFFSET  0x10000   /* 偏移 = APP_START - FLASH_BASE */

这个宏会在 SystemInit 里被写到 SCB->VTOR：

SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;

等效于 SCB->VTOR = 0x08000000 | 0x10000; // 0x08010000

对于 Keil 环境： 在 Target Options → Target → IROM1 里设好 0x08010000，再在代码里加 SCB->VTOR = 0x08010000;。

第三步：Bootloader 跳转前要不要设？

通常 Bootloader 只需要校验 APP，然后跳转，跳转前可以把 SCB->VTOR 设为 APP 的地址，但 APP 启动后仍会自己再设一次（安全起见）。所以 APP 自己必须设。

跳转的典型代码（Bootloader）：

void jump_to_app(uint32_t app_addr) {
    uint32_t app_sp = *(volatile uint32_t*)app_addr;
    uint32_t app_reset_handler = *(volatile uint32_t*)(app_addr + 4);

    // 设置栈顶指针
    __set_MSP(app_sp);
    // 可选：将 VTOR 指向 APP 向量表
    SCB->VTOR = app_addr;
    // 跳转到 APP 的复位处理函数
    ((void(*)())app_reset_handler)();
}

注意：跳转前必须关中断、恢复时钟等，具体看正点原子等例程。

三、OTA 升级架构（含差分、断点）—— 从头到尾跑一遍

把上面“分区表 + 向量偏移”套进一个完整的静默升级流程里，你就能看到它们是如何联动工作的。

设备正常运行时（APP 运行）

APP 的向量表在 0x08010000，VTOR 已经设好。
后台线程检测到服务器有更新，获取 差分包 的 URL、大小、签名。

静默下载阶段（APP 仍在前台工作）

APP 通过 HTTP Range 请求，从 0 开始下载差分包，边下载边写入下载暂存区（0x08080000）。
每写 1KB 或一个扇区，就把 已接收长度 记录到参数区（掉电续传用）。
如果下载中断重启，APP 会先读参数区，知道从哪个偏移量继续请求，实现断电续传。
全部下载完毕后，对整个差分包做 SHA256，再用预置公钥验签。通过后，在参数区写 “升级包就绪”标志，并注明是差分包。

触发升级（策略点）

设备夜间重启，或用户关机后上电。
芯片先跑 Bootloader（0x08000000）。

Bootloader 阶段 —— 核心处理

读取参数区，发现有升级就绪标志。
安全验证：再次校验下载区差分包签名，确保不是伪造（防止参数区被篡改）。
差分还原（如果包是差分类型）：
- Bootloader 读取当前 APP 区固件（0x08010000）作为旧版本。
- 将差分包+旧固件通过差分算法还原成完整新固件，输出到下载暂存区自身，或是另一个临时缓冲（此处需要 RAM/Flash 空间规划，例如把暂存区后半部分当输出，小心覆盖）。
- 还原完成后，新固件就放在下载暂存区（或指定地址）。
搬移/切换固件：
- 方案A（暂存区覆盖）：把下载暂存区的新固件按扇区擦写，拷贝到 APP 主区（0x08010000）。此时 APP 区被覆盖，这就是 OTA 最关键的“覆写”。
- 方案B（A/B分区）：假设有 APP_B 区（0x08060000），直接把新固件还原/解压到 APP_B，然后修改启动参数指向 B 区。
验签新固件（安全启动链）：对新写入的 APP 区做完整镜像签名校验，以防搬运过程中出错。
清除升级标志，设置启动标志（如果 A/B）或保持默认。
设置 VTOR = APP_START，跳转执行新 APP。

新 APP 启动

执行 SystemInit，SCB->VTOR 再次被设为 0x08010000。
程序正常运行，联网上报“升级成功”。

整个过程中，分区表提供了地址，中断向量偏移保证了 APP 的中断正常响应，OTA 机制通过暂存区和标志位安全地替换了固件。