科技進步飛快，電子產品也持續升級，最常見的升級就是手機收到的軟體升級通知。如果要讓我們製作的設備也像手機一樣可以持續更新，跟上市場或客戶的需求，建立現場韌體更新（Bootloader）機制必不可少。

Bootloader 的主要用途是更新設備的韌體，但不需要使用傳統的燒錄器，並且可以最大程度地減少設備停機時間。為了做到這一點，設備需要具備某種通訊方式，使其能夠在目標設備（需要更新的設備）與主機應用程式｛包含新韌體的 PC 或其他設備（Host Device）｝之間進行資料傳輸（見圖一）。這意味著，現場的設備不僅需要運行應用程式（Application Code），還需要另一個程式（Bootloader Code）來管理應用程式的 載入和卸載。這項技術可用於遠端韌體更新，提升產品維護的便利性並減少成本。

Microchip 的 8-bit Microchip Device Firmware Update（MDFU）Client Library（客戶端庫）可用於建立 8 位元微控制器（MCU）的 Bootloader。該解決方案使用 Microchip Firmware Image Builder（pyfwimagebuilder）工具來生成應用程式映像檔 （.img），並透過 MDFU（pymdfu）主機工具使用全新設計的 檔案傳輸協定（FTP）來更新韌體（見圖二）。目前支援 UART、I2C 和 SPI 這三種通訊協定。

MDFU最大的特色是在更新開始前不需取得目標設備的資訊。隨著設備日益多樣化，特別是 MCU 在設備進化過程中的更迭，這種設計可避免頻繁更新主機應用程式，大幅提升相容性。

MDFU 客戶端庫的主要功能：

●採用全新設計的 檔案傳輸協定（FTP）來與主機進行通訊

●MDFU 主機可用於更新任何支援 FTP 的設備韌體

●提供更好的程式架構，以擴展功能支援並提升 8 位元設備之間的程式移植性

●在更新開始前，不需要任何目標設備的資訊

●包含GUI介面，提供下拉選單式操作（見圖三及圖四）

●最大限度減少 Bootloader 程式所需的記憶體空間

●透過 MPLAB^R Code Configurator（MCC）介面輕鬆設定（見圖五）

產生的原始碼將具備以下功能：

●判斷是否已載入有效的應用程式

●判斷是否運行 Bootloader 或應用程式

●與主機通訊

●擦除（Erase）並重寫（Rewrite）設備應用程式韌體

●移交控制權給應用程式

●偵測 Bootloader 更新失敗並回報錯誤

●防止 Bootloader 程式遭受意外覆寫

這個軟體庫讓韌體更新更加簡單、高效且靈活，適用於 8 位元 MCU 的開發需求！

MDFU相關資料：

● Microchip Device Firmware Update（MDFU）Protocol Specification 1.0.0

● PIC18F56Q24加入MDFU實例

除了MDFU外，Microchip還提供了其他系列的Bootloader範例程式：

● Microchip Bootloaders

如需了解更多有關的應用技術資訊，歡迎連繫Microchip各個銷售據點。

本文作者為：Microchip主任應用工程師 賴惠君