【DIY数字仪表】RT-Thread移植Touchgfx使用sd卡升级固件和图片资源（4）

作者：在线问答5 | 2024-07-02 14:11:02

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rtthread dfs 行车记录仪

作者：KK

上期回顾：（点此连接跳转），上期介绍了如何利用RT-Thread系统同步网络时间和天气预报到UI上，本期将介绍一下如何通过SD卡和ymodem串口升级固件。

视频演示：

1.固件升级演示：
固件升级在第三个界面，已经提前把待升级的固件和图片bin文件放在了SD卡里，升级前软件版本为V1，升级后软件版本为V2，并且更改了表盘，升级完成后，会记录升级的时间，详细请看视频演示：

2.命令行演示：
命令行添加了更多功能，不仅可以通过命令行升级固件，还可以把sd卡中的图片文件复制到spi flash中，命令行的更多功能，欢迎下载源代码体验。

1.文件系统简介

1.1 DFS 简介

DFS（ Device File System）是一种抽象的文件机制，RT-Thread中对文件系统的相关操作实际上都是通过操作DFS实现，也就是说DFS是对各种文件系统的抽象。DFS使的其他部分无须关心不同文件系统之间的差异，使得RT-Thread可以支持多种类型的文件系统。

1.2 DFS 框架

RT-Thread DFS 组件的主要功能特点有：

为应用程序提供统一的 POSIX 文件和目录操作接口：read、write、poll/select 等。
支持多种类型的文件系统，如 FatFS、RomFS、DevFS 等，并提供普通文件、设备文件、网络文件描述符的管理。
支持多种类型的存储设备，如 SD Card、SPI Flash、Nand Flash 等。

DFS 的层次架构如下图所示，主要分为 POSIX 接口层、虚拟文件系统层和设备抽象层。

1.3 elm-FAT文件系统简介

FatFs 是一个通用的文件系统(FAT/exFAT)模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。

1.4 使用流程

初始化 DFS 组件。
初始化具体类型的文件系统。
在存储器上创建块设备。
格式化块设备。
挂载块设备到 DFS 目录中。
当文件系统不再使用，可以将它卸载

1.5 注册elm-FAT文件系统

elm-FAT文件系统注册过程如下图所示：

1.6 挂载elm-FAT文件系统


 1void sd_mount(void *parameter)
 2{
 3    while (1)
 4    {
 5        rt_thread_mdelay(500);
 6        if(rt_device_find("sd0") != RT_NULL)
 7        {
 8            if (dfs_mount("sd0", "/fatfs", "elm", 0, 0) == RT_EOK)
 9            {
10                LOG_I("sd card mount to '/fatfs'");
11                break;
12            }
13            else
14            {
15                LOG_W("sd card mount to '/fatfs' failed!");
16            }
17        }
18    }
19}
20
21int stm32_sdcard_mount(void)
22{
23    rt_thread_t tid;
24
25    tid = rt_thread_create("sd_mount", sd_mount, RT_NULL,
26                           1024, RT_THREAD_PRIORITY_MAX - 2, 20);
27    if (tid != RT_NULL)
28    {
29        rt_thread_startup(tid);
30    }
31    else
32    {
33        LOG_E("create sd_mount thread err!");
34    }
35    return RT_EOK;
36}
37INIT_APP_EXPORT(stm32_sdcard_mount);

在文件系统操作表中找出elm文件系统
检查"/fatfs"路径是否存在
检查elm文件系统是否已经挂载在文件系统表中
检查文件系统表是否有空余，如果有，把空余地址指向elm文件系统
注册文件系统
调用elm文件系统的挂载接口

1.7 测试elm-FAT文件系统

2.设计界面

使用TouchGFX 4.14.0 Designer添加设置界面。增加进度条，和两个按钮，以及固件版本和更新时间的记录（记录环境变量使用的是easyflash软件包）。我这个界面设计的比较简陋，重在实现功能，审美好的人，欢迎重新设计这个界面。

依然利用TouchGFX的MVP架构，将UI命令传递到后台。
参考前边的文章：【DIY数字仪表】使用TouchGFX的MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互（2）

3.添加sd卡或者spi flash拷贝到SDRAM的代码


 1bool TouchGFXHAL::blockCopy(void* RESTRICT dest, const void* RESTRICT src, uint32_t numBytes)
 2{
 3    uint32_t dataOffset = (uint32_t)src;
 4    if (dataOffset >= 0x90000000 && dataOffset < 0x92000000)
 5    {
 6        char *updata_pciture;
 7
 8        /* get the updata pciture location from Env */
 9        updata_pciture = ef_get_env("updata_pciture");  
10
11        if(0 == strcmp(updata_pciture, "spi_flash"))
12        {
13            const struct fal_partition *part;
14            part = fal_partition_find("tgfx");
15
16            dataOffset =  dataOffset - 0x90000000;
17            // for copying data from there.
18            if (part != RT_NULL)
19            {
20                fal_partition_read(part, dataOffset, (uint8_t *)dest, numBytes);
21            }
22            return true;
23        }
24        else
25        {
26            int fd;
27            struct statfs buffer;
28            if(rt_device_find("sd0") != RT_NULL)
29            {
30                if ((dfs_statfs("/",&buffer) == RT_EOK)|(dfs_mount("sd0", "/", "elm", 0, 0) == RT_EOK))
31                {
32                    fd = open("/ER_EROM1", O_RDONLY, 0);                        
33                    if (fd < 0)
34                    {
35                        rt_kprintf("open file for read failed\n");
36                        return false;
37                    }
38                    dataOffset =  dataOffset - 0x90000000;
39                    lseek(fd, dataOffset, SEEK_SET);
40                    // for copying data from there.
41                    read(fd, (uint8_t *)dest, numBytes);
42                    close(fd);
43                }
44                return true;    
45            }
46            else
47            {
48                return false;
49            }
50        }
51    }   
52    else
53    {
54        // For all other addresses, just use the default implementation.
55        // This is important, as blockCopy is also used for other things in the core framework.
56        return HAL::blockCopy(dest, src, numBytes);
57    }   
58}

此代码用来根据设置的环境变量选择从sd卡还是spi flash拷贝图片。

4.添加msh命令


 1#ifdef RT_USING_FINSH
 2#include <finsh.h>
 3/* export to finsh */
 4FINSH_FUNCTION_EXPORT(ReadUpdataToSpiflash, Read data To Spiflash test);
 5
 6#ifdef FINSH_USING_MSH
 7static void cmd_updata(int argc, char *argv[])
 8{
 9    char* filename;
10
11    if(argc == 2)
12    {
13        filename = argv[1];
14    }
15    else
16    {
17        filename = DEFAULT_FILENAME;
18        recv_partition = DEFAULT_DOWNLOAD_PART;
19        LOG_I("Default save firmware on download partition.\n");
20    }
21    ReadUpdataToSpiflash(filename);
22}
23FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_updata, __cmd_updata, Read data To Spiflash test);
24#endif /* FINSH_USING_MSH */
25#endif /* RT_USING_FINSH */