烧录与固件升级

本文档介绍 fw-AD16N_GP-MCU_SDK 的固件烧录（Flashing）与固件升级（Upgrade/OTA）机制，涵盖首次烧录、编程模式、USB 升级工具、生产烧写、OTA 升级路径以及相关配置，帮助开发者将编译产物安全地写入 AD16N 系列芯片并在产品生命周期内完成固件更新。

Purpose and Scope

本页面聚焦于"把固件放进芯片"的完整链路：编译产物（固件文件）→ 烧录工具 → 目标板（编程模式），以及量产场景的生产烧写和产品端的 OTA 升级方式。

以下相关主题属于其他目录页，不在本页展开：

• 环境搭建与工具链安装（交叉编译工具链、clang、Code::Blocks）：见"环境搭建"页
• 编译流程与固件产物生成（make、.cbp 工程、post_build/ 产物）：见"编译指南"页
• 应用功能配置（app_config.h 功能开关）：见"配置说明"页

Overview

AD16N 系列是杰理科技面向语音玩具、小音箱、通用 MCU 的音频 SoC。与普通 MCU 不同，AD16N 的存储形态分为内置系统 Flash（如 AD162A4/AD165A4 等带 4 后缀型号内置 4Mbit Flash）与外挂系统 Flash（AD16xA0 等型号通过 SPI Flash 控制器访问外置 Flash），详见 doc/README.md 选型表。这意味着烧录路径的选择（USB 直连、USB 升级工具、生产烧写器）与目标型号的 Flash 形态密切相关。

烧录与升级在 AD16N 生态中分为三个层次：

SDK 中固件升级（update）相关代码以预编译库 + 头文件形式提供，位于 sdk/apps/include_lib/update/ 目录，分为 code_v1（升级协议 v1）与 code_v2（升级协议 v2，含 update.ld 链接脚本）两套接口。

烧录与升级总体架构

flowchart TD
    subgraph sg_Build["编译阶段"]
        CBP["AD16N_mbox_flash.cbp<br/>(Code::Blocks / Makefile)"]
        OUT["固件产物<br/>(post_build/ 目录)"]
        CBP -->|"make / Build"| OUT
    end

    subgraph sg_Dev["开发烧录"]
        TOOL["USB 升级工具<br/>(上位机)"]
        USB["USB 连接"]
        MODE["目标板编程模式<br/>(按键+复位 / 工具强制进入)"]
        CHIP["AD16N 芯片<br/>(内置/外置 Flash)"]
        OUT -->|"选择固件"| TOOL
        TOOL -->|"USB"| USB
        USB --> MODE
        MODE --> CHIP
    end

    subgraph sg_Prod["量产烧写"]
        BURNER["一拖二 / 一拖八烧写器"]
        BARE["裸片/空片"]
        OUT --> BURNER
        BURNER --> BARE
    end

    subgraph sg_OTA["OTA 升级"]
        MEDIA["U 盘 / SD 卡 / 串口"]
        DUAL["双备份固件区<br/>(备份A/备份B)"]
        MEDIA -->|"升级包"| DUAL
        DUAL --> CHIP
    end

    CHIP -->|"运行期"| sg_OTA

架构说明： 编译阶段产生固件产物后，开发阶段通过 USB 升级工具 + 编程模式写入芯片；量产阶段通过专用烧写器批量写入（可裸片烧写）；产品运行期则通过 U 盘/SD 卡/串口将升级包写入双备份固件区，实现 OTA 升级。双备份机制的意义在于：即使升级过程中断电或写入失败，芯片仍可从另一备份区启动，避免产品变砖——这是 README 中"自定义双备份固件升级"的设计意图。

首次烧录（开发调试）

首次烧录是开发阶段最常用的操作，README 第八节给出了标准流程（README.md#L282-L303）：

1. 连接硬件：将开发板通过 USB 或 USB 升级工具 连接到 PC
2. 进入编程模式：
   • 方式一（USB）：按住开发板上的烧录按键，然后复位或重新上电
   • 方式二（USB/UART）：通过 USB 升级工具进入编程模式
3. 打开 USB 升级工具：启动烧录上位机
4. 选择固件：选择编译生成的固件文件
5. 开始烧录：点击下载按钮，等待烧录完成

编程模式（Program Mode）

编程模式是烧录的前提。AD16N 支持两种进入方式：

• 按键 + 复位：按住烧录按键的同时复位或重新上电，芯片上电引导（Boot ROM）检测到烧录请求后停留在编程模式，等待上位机写入
• 工具强制进入：USB 升级工具通过 USB/UART 通道强制目标进入编程模式，适合没有物理按键的开发板

设计意图：芯片出厂时 Flash 为空或仅含引导代码，因此必须由芯片内部 Boot ROM 支持最低限度的烧录协议；进入编程模式后用户程序尚未运行，USB/串口通道由引导代码接管，保证"空片可烧、坏片可救"。

USB 升级工具

USB 升级工具（上位机软件）是开发阶段的标准烧录入口，其获取与使用方式：

注意：烧录前请确保 USB 升级工具正确连接且目标板已进入编程模式。ISD_CONFIG.INI 中可配置烧录相关的 Flash 分区、升级协议版本等参数，详见杰理在线文档。

首次烧录时序

sequenceDiagram
    participant PC as PC 上位机
    participant TOOL as USB 升级工具
    participant CHIP as AD16N 芯片
    participant FLASH as Flash (内置/外置)

    PC->>TOOL: 启动工具、选择固件
    CHIP->>CHIP: 上电/复位，检测烧录按键或工具握手
    Note over CHIP: Boot ROM 进入编程模式
    TOOL->>CHIP: USB 握手，建立烧录会话
    TOOL->>CHIP: 发送固件数据
    CHIP->>FLASH: 擦除并写入目标分区
    FLASH-->>CHIP: 校验完成
    CHIP-->>TOOL: 烧录成功应答
    TOOL-->>PC: 显示烧录完成
    CHIP->>CHIP: 复位，跳转用户程序

时序说明：整个烧录由芯片引导代码主导而非用户程序，因此无论用户固件是否可用，烧录通道始终可用。固件写入后通常包含校验步骤（应答机制），失败时上位机会报错并允许重试。

生产烧写（量产）

量产场景不适用于逐台 USB 烧录，README 明确要求使用杰理生产烧写工具：

量产场景请使用杰理生产烧写工具（一拖二 / 一拖八），支持裸片烧写。详见 一拖二烧写器使用说明 · 一拖八烧写器使用说明

要点：

• 裸片烧写：烧写器可在芯片贴片前对空片写入固件，无需目标板供电与按键
• 一拖多：同时烧写多片，提升产线效率
• 工具获取：烧写器及配套软件由代理商提供，而非公共下载渠道
• 烧录源：生产烧写与开发烧录使用同一份编译产物（post_build/ 下生成的固件）

设计意图：量产工具链与开发工具链分离，是为了在保证烧录一致性的同时，把"进入编程模式"的硬件交互（按键、复位时序）交由产线治具自动处理，减少人工操作导致的良率损失。

OTA 升级

产品交付到用户手中后，固件更新通过 OTA 完成。README 对 OTA 的定位是：

支持自定义双备份固件升级，常见方式包括 U 盘升级、SD 卡升级、串口升级等。

双备份升级机制

flowchart TD
    START([运行中的固件]) --> CHECK{"检测到升级包?"}
    CHECK -->|"U盘 / SD卡 / 串口"| BACKUP["写入非活动备份区"]
    CHECK -->|"未检测到"| RUN["正常运行"]
    BACKUP --> VERIFY{"校验通过?"}
    VERIFY -->|"是"| SWITCH["切换启动标志<br/>指向新固件"]
    VERIFY -->|"否"| KEEP["保留旧固件<br/>继续运行"]
    SWITCH --> REBOOT([复位启动新固件])
    KEEP --> RUN

双备份的设计意图：Flash 中划分两个固件区（备份 A / 备份 B）。升级时只写非当前运行的备份区，写完校验后再切换启动标志。这样：

• 升级包写入过程中断电 → 当前固件区未受影响，产品仍可启动
• 新固件校验失败 → 启动标志不切换，回退到旧固件
• 新固件启动异常 → 引导代码可回滚到上一备份区

这是"自定义"的含义——分区布局、切换策略均由 SDK 的 update 库与 ISD_CONFIG.INI 配置决定，开发者可根据 Flash 容量（内置 2Mbit/4Mbit 或外挂 Flash）灵活调整。

OTA 传输介质

SDK 中的升级库结构

SDK 以"头文件 + 预编译库"形式提供升级能力，目录结构如下（sdk/apps/include_lib/update/）：

说明：include_lib/ 中的库以预编译 .a 形式提供，头文件定义了调用接口；具体 API 签名与调用示例见随 SDK 发布的《AD16N_开源SDK手册_V1.2.pdf》（doc/ 目录）。本仓库未包含升级引擎的源码实现，升级协议细节由预编译库封装。

update.ld 的存在说明 v2 升级代码在链接期被放置在专门的 Flash 段中——这是双备份机制在链接层面的落地：升级代码本身需要固定地址，才能在不同固件版本间保持兼容。

固件产物与烧录源

编译成功后固件生成在 post_build/ 目录（README.md#L252-L257）：

编译成功后在 post_build/ 目录下生成固件

该固件是烧录与升级的唯一"源"：开发烧录、生产烧写、OTA 升级包均基于它生成。因此先编译、后烧录是固定顺序；烧录前确认固件生成时间戳与源码版本一致，可避免"烧了旧固件"的常见问题。

固件类型与 Flash 适配

AD16N 芯片分内置 Flash 与外挂 Flash 两种形态（doc/README.md）：

• 内置 Flash 型号（如 AD162A4、AD165A4、AD160A4、AD166A4，内置 2Mbit/4Mbit）：烧录目标为芯片内置 Flash，无需外接存储
• 外挂 Flash 型号（如 AD162A0、AD165A0 等 0 后缀）：通过 SPI Flash 控制器访问外置 Flash，烧录时需保证外挂 Flash 已焊接且型号受支持

选择芯片型号通过 Makefile target 或 app_config.h 配置完成，烧录工具读取固件头中的型号信息决定烧录算法，因此编译时选错芯片型号会导致烧录失败或运行异常。

配置选项

烧录与升级涉及两类配置：编译期配置（决定固件内容）与烧录工具配置（决定写入行为）。

编译期配置

烧录工具配置

ISD_CONFIG.INI 由 USB 升级工具/生产烧写器读取，决定了固件写入芯片的物理分区布局；双备份升级的分区规划同样与之相关。该文件不属于本仓库源码，具体字段请查阅杰理在线文档。

使用示例

环境验证（烧录前检查）

# 验证工具链是否安装成功
clang --version

Source: README.md#L102-L105

烧录前先确认编译工具链可用——工具链缺失时无法产出固件，烧录自然无从谈起。

获取源码并编译固件

git clone https://gitee.com/Jieli-Tech/fw-AD16N.git
cd fw-AD16N/sdk

Source: README.md#L126-L129

# Windows 用户
双击 sdk/make_prompt.bat 打开命令行环境

# 编译
make -j4

# 显示编译详情
make VERBOSE=1 -j4

Source: README.md#L156-L164

编译成功后，post_build/ 目录下的固件即为烧录输入（README.md#L252-L257）。

烧录操作（README 标准流程）

1. 连接硬件：开发板通过 USB 或 USB 升级工具连接到 PC
2. 进入编程模式：
   - 方式一（USB）：按住烧录按键，然后复位或重新上电
   - 方式二（USB/UART）：通过 USB 升级工具进入编程模式
3. 打开 USB 升级工具，选择编译生成的固件
4. 点击下载按钮，等待烧录完成

Source: README.md#L284-L292

失败模式与边界情况

以下失败场景与处理方式基于 README 中的明确说明与烧录机制的必然约束：

并发与一致性

• 烧录过程是独占式的：编程模式下用户程序不运行，不存在与业务逻辑的并发问题；但烧录期间断电可能产生半写入状态，因此量产产线应保证供电稳定
• OTA 升级的一致性由双备份 + 启动标志切换保证：写入与切换不是原子的，但任意时刻至少有一个完整可启动的固件区
• 生产烧写器一拖多烧写时，各通道独立，单通道失败不影响其他通道

扩展与自定义

• OTA 介质扩展：README 列出的 U 盘/SD 卡/串口是"常见方式"，开发者可基于 update 库（code_v2/update.h、dev_update.h）对接其他传输通道（如私有云、BLE）
• 双备份布局自定义：通过 update.ld 与 ISD_CONFIG.INI 调整固件分区大小与地址，适配不同 Flash 容量
• 升级协议选择：code_v1 与 code_v2 两套接口并存，兼容不同时期烧录工具/上位机

相关链接

• README.md — 烧录与升级章节
• README.md — 环境搭建与工具获取
• README.md — 编译指南
• doc/README.md — 芯片选型表（内置/外挂 Flash 差异）
• sdk/apps/include_lib/update/code_v2/update.h
• sdk/apps/include_lib/update/code_v2/dev_update.h
• sdk/apps/include_lib/update/code_v2/update.ld
• 杰理工具在线文档：USB 强制升级工具 · 一拖二烧写器 · 一拖八烧写器 · ISD_CONFIG.INI 配置