DFU是Device Firmware Upgrade的缩写,意为设备固件升级。STM32 DFU作为一种升级模式,使得STM32芯片能够通过USB接口进行固件升级。这也是STM32设备接收新固件的一种标准方法。
STM32 DFU使用了Bootloader技术,能够在不同于正常模式的Bootloader模式下完成固件的编程更新。用户程序在出厂时被上传到芯片内部的Flash中存储。在DFU模式下,用户可以通过USB或者UART接口下载并修改这些程序。
DFU升级相对于其他烧录方式有以下优点:
①不需要专门的烧录工具,只需要一根USB线即可将固件下载到设备;
②下载固件时不需要安装特定的软件,花费更少的精力;
③下载速度可以达到12Mbps,下载时间更短,相对更快速地完成程序更换;
④固件更新时没有限制,即使原来的固件出现功能或者性能上的缺陷,也可以通过这种方式替换。
DFU的缺点主要在于,相对于其他烧录方式,DFU mode对芯片上电管理和低功率管理的影响更大,因此需要更多地考虑功耗和电源管理。
DFU的基本实现原理是由在芯片内存中自带且已经经过测试的Bootloader提供的,它的作用是使得芯片可以在运行程序时通过USB口进入DFU模式,实现固件的下载和更新。安装好的Bootloader可以拥有双重身份,即可以作为一个应用程序运行,也可以作为一个下载器运行。在不同的芯片上,Bootloader实现可能会有一些不同,主要有以下三种情况:
①内置Bootloader:芯片内部有一个Bootloader程序,直接从芯片的Flash中启动。这种方式会浪费芯片Flash的存储容量;
②外置Bootloader:芯片通过I2C/SPI接口与外部Flash相连接,开发者可以通过修改这个Flash的内容来改变设备程序的运行效果;
③软件Bootloader:此方式类似于应用程序,即在设备上执行一个程序,后者可以下载升级的固件。
在很多应用中,STM32 DFU被广泛应用于程序升级的过程中,例如在无人机、嵌入式系统和移动设备中,都常常使用DFU技术进行程序升级。通过DFU的方式,使得程序升级更加方便、安全、高效,同时也能为设备管理和维护带来便捷。此外,DFU技术还可以应用于一些要求设备高可靠性的场合,例如在很短的时间内快速升级大规模设备的应用场景中,具有更好的性能表现。