zephyr笔记 5.3.1 Zephyr 版本 MCUboot 的编译和使用

最新推荐文章于 2025-07-07 22:46:35 发布

iotisan

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分类专栏：物 - 操作系统文章标签： MCUboot Zephyr

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本文介绍如何在Zephyr操作系统中使用MCUboot作为引导程序，包括配置分区、编译bootloader和应用程序、签名及烧录过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 前言

这一节是翻译自 MCUboot 网站上 MCUboot with Zephyr 。

MCUboot 最初是 Mynewt 的引导程序。此后，它也成为了 Zephyr 的引导程序。Zephyr 的应用程序在编译方式存在较大大的差异，这里将会记录这些不同之处。

有关 bootloader 的设计和操作文档，请参阅设计文档。这个功能在所有支持的 RTOS 上都是一样的。

我正在学习 Zephyr，一个很可能会用到很多物联网设备上的操作系统，如果你也感兴趣，可点此查看帖子zephyr学习笔记汇总。

2 概述

第一步是确保您的主板在其设备树中具有如下定义的闪存分区。这些分区是：

boot_partition：用于MCUboot本身
slot0_partition：主镜像插槽
slot1_partition：辅助镜像插槽
scratch_partition：临时插槽

目前，这两个镜像插槽必须是连续的。如果您正使用 MCUboot 作为阶段1引导加载程序，则必须对 boot_partition 进行配置，以便您的SoC在复位状态能运行它。

闪存分区通常在Zephyr boards文件夹中定义，文件是 boards///.dts。例如 frdm_k64f 的.dts文件是 boards/arm/ frdm_k64f/frdm_k64f.dts。要确保 board 目录下的.dts文件的标签与实际使用的硬件相匹配。

3 编译 bootloader 本身

bootloader 是一个普通的 Zephyr 应用程序，至少从 Zephyr 的角度来看是这样。在编译它之前需要做一些配置，其中大部分可以按照 boot/ zephyr 中的 CMakeLists.txt 文件中的说明完成，其中有部分注释是操作指导。最重要的是选择一个签名算法，并决定是否在每次启动时验证 slot0。

要编译 MCUboot，请在 boot/zephyr中创建一个编译目录，并像往常一样编译它：

  cd boot/zephyr
  mkdir build && cd build
  cmake -GNinja -DBOARD=<board> ..
  ninja

除了在 DTS 中定义的分区之外，还需要一些关于闪存布局的附加信息来编译 MCUboot。所有需要的配置都在 boot/zephyr/include/ target.h中收集。根据电路板的不同，这些信息可能来自电路板特定的头文件，设备树，或者由每个SoC系列的 MCUboot 配置。

在编译了 bootloader 之后，二进制文件应在 build/zephyr/zephyr 中。{bin，hex，elf}，其中 build 是运行cmake时选择的构建目录。通常通过从 build 目录运行 make flash（或者ninja flash等）来烧写这些二进制文件。根据所使用的目标和闪存工具，这可能会在编程引导加载程序映像本身之前擦除整个闪存（整体擦除）或仅擦除引导加载程序所在的扇区。

4 编译适合 bootloader 的应用程序

除了DTS中的闪存分区之外，还需要一些额外的配置来编译 MCUboot 的应用程序。

这由 Zephyr 配置系统在内部处理，并包装在 CONFIG_BOOTLOADER_MCUBOOT Kconfig 变量中，该变量必须在应用程序的 prj.conf 文件中启用。

MCUboot 树中的 samples/zephyr/hello-world 目录包含一个简单的应用程序，包含您需要的所有内容。你可以在你的主板上尝试它，然后制作一个副本，开始使用自己的应用程序; 有关教程，请参阅 samples/zephyr/README.md。

Zephyr CONFIG_BOOTLOADER_MCUBOOT 配置选项文档提供了有关它对映像放置和生成所做更改的其他详细信息，以便应用程序可由 MCUboot 启动。

有了这个，就可以像平常一样编译应用程序。

4.1 应用程序签名

为了升级到镜像（或者甚至启动它，如果启用了MCUBOOT_VALIDATE_SLOT0），必须对镜像进行签名。为了使开发更容易，MCUboot 通过一些示例密钥进行分发。重要的是要强调下永远不要把这些密钥用到生产，因为私钥在这个仓库中是公开的。请参阅下面关于如何制作自己的签名。

镜像可以使用 scripts/imgtool.py 脚本进行签名。最好查看 samples/zephyr/Makefile 的示例，以了解如何使用。

4.2 烧写应用程序

应用程序本身可以使用常规的闪存工具进行闪存，但是需要对该特定目标的插槽0的偏移量进行编程。根据平台和闪存工具的不同，您可能需要手动指定对应于插槽0起始地址的闪存偏移量。这通常与使用 Intel Hex映像（.hex）而不是原始二进制映像（.bin）的闪存工具无关，因为前者包含目标地址信息。此外，您需要确保闪存工具不会执行批量擦除（擦除整个闪存），否则您将删除 MCU Boot。这些映像也可以标记为升级，并加载到插槽1中，此时引导加载程序应执行升级。在下一次重新引导之前，将slot-0标记为“image ok”是由映像决定的，否则 bootloader 将恢复应用程序。