NXP AN13183 Application Note
AN13183
如何通过 LPC55(S)1x 高速 USB 接口配合 blhost 更新应用程序
Rev. 0 — March 15, 2021
目录
1 LPC55(S)1x 简介
LPC55(S)1x 是一款基于 Arm Cortex®-M33 内核的 MCU。该 MCU 集成有
Casper 安全加速器，最大 96kBytes 片上 RAM，最大 256kBytes 片上 Flash，
PRINCE 模块支持加密固件边解密边执行，片上带有一路 CAN-FD 控制器，
5 个通用定时器 CTIMER，1 个状态可配置定时器，1 个看门狗定时器，8 个
Flexcomm 串行接口（可以任意配置为 UART，SPI，I2C 或者 I2S），1 路
50MHz 高速 SPI，1 路 16 位 2.0Msps 采样率的 ADC，片上集成温度传感器。
LPC55(S)1x 片上 ROM 启动非安全的部分支持：
• 支持片上 Flash 中固件的启动。
• 支持 CRC32 校验使能的固件检查以及启动。
• 支持片上 Flash 在系统中编程(ISP, In System Programming)的
命令并支持以下接口：USB1 接口支持 HID 类设备，串口(Flexcomm0)
支持自动波特率，SPI 从机接口（Flexcomm3 或者 9）使用 MODE3
（CPOL=1,CPHA=1），支持 I2C 从机接口（Flexcomm1）。
• 支持 ROM API：Flash 编程 API，功耗模式配置，安全固件升级 API 支
持 NXP Secure Boot 文件格式，版本 2.0。
• 支持从带有 PRINCE 加密的 Flash 区域的固件启动。
• 支持 1.0 版本的 NXP 调试身份认证协议（RSA-2048）以及 1.1 的版本
（RSA-4096）。
• 支持在安全调试过程中的故障分析。
本应用笔记，针对非安全的状态下的 LPC55(S)1x 的固件升级，接口使用高速
USB 接口 USB Port1。可以配合 NXP 开源上位机 blhost 实现固件的升级。
2 非安全状态下 ROM 启动流程
1 LPC55(S)1x 简介.............................1
2 非安全状态下 ROM 启动流程..........1
2.1 非安全状态下 ROM 启动流程.......1
2.2 进入 ROM USB HID 固件升级的三
种方式 ......................................... 2
3 软硬件工具：LPC55S16-EVK，
BLHOST 和 ELFTOSB-GUI.............2
3.1 LPC55S16-EVK 评估板............... 2
3.2 BLHOST 固件升级软件................3
3.3 ELFTOSB 安全固件生成软件.......3
4 如何通过 USB1 接口更新固件.........4
4.1 blhost 更新固件的命令................. 4
4.2 LPC55S16-EVK 如何进入 ISP 模式
配合 blhost 进行固件升级 ............5
4.3 升级例程后的现象........................ 5
5 如何通过 ELFtoSB 工具生成使能
CRC 校验的固件 .............................5
5.1 LPC55(S)1x ROM 如何支持固件的
CRC 校验 ....................................5
5.2 如何用 ELFtoSB-GUI 工具生成带有
CRC 校验功能的固件 ..................6
5.3 如何验证带有 CRC 的固件损毁不执
行且重新使能 USB ISP 升级的功能
.....................................................7
6 KEIL，IAR 和 MCUXpresso 生成 bin
文件 ................................................ 8
6.1 KEIL MDK 环境下生成 bin 文件... 8
6.2 IAR 环境下生成 bin 文件.............. 8
6.3 MCUXpresso 环境下生成 bin 文件
.....................................................9
7 结论............................................... 10
8 参考文档........................................10
Application Note
2.1 非安全状态下 ROM 启动流程
本文主要针对的是非安全状态下 ROM 的启动流程，一
安全，我们也有相应的应用笔记 AN 介绍安全启动以及固件的安全升级。
图 1 为 ROM 启动流程图，因为本文内容并没有使能 TrustZone(TZM)以及没有使能安全启动，所以在正常情况下整个启动流程
会按照橙色线路进行。
绿色标出的程序执行路径为，片上 Flash 的固件启用了 CRC 校验的功能且固件有损坏的情况。
是不是所有的客户都需要安全启动，二是本文重心在 USB 固件升级而不是
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软硬件工具：LPC55S16-EVK，BLHOST 和 ELFTOSB-GUI
图 1. 非安全状态下 ROM 启动流程
2.2 进入 ROM USB HID 固件升级的三种方式
LPC55(S)1x 片上的 ROM 启动支持从 USB1 口以 HID 设备类的方式更新固件。通常有两种办法启动 ROM 固件升级的功能，一种
是通过将 ISP 引脚（对 LPC55(S)1x 来说就是 PIO0_5）；另外一种就是在用户应用程序中调用 runBootloader()这个 ROM 的 API
即可在应用程序中进入 ROM 的 ISP 固件升级模式
否来进入 USB HID ISP 升级的方式。
由启动流程用户可以了解到，非安全状态下 ROM 启动过程中可以选择固件是否有 CRC 校验和的检查。
• 如果固件没有使能 CRC 校验，则按照正常的启动流程启动。
• 如果固件使能了 CRC 校验，则 ROM 会在复位后检查 Flash 上固件的 CRC 值是否正确，如果不正确（意味着片上固件损坏
了）则进入 ISP 固件升级的模式。
。除了这两种方式外，还有一种通过启动流程中固件 CRC 校验和的检查成功与
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3.1 LPC55S16-EVK 评估板
是官方针对 LPC55(S)1x 系列的评估板 LPC55S16-EVK。该评估板可以通过‘SW4-ISP ’按键配合‘SW2-RESET’按键进入ISP
图 2
模式，USB HID ISP 则需要将 USB 接口 J4 (USB 1)与 PC 机相连接。
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软硬件工具：LPC55S16-EVK，BLHOST 和 ELFTOSB-GUI
图 2. LPC55S16-EVK 评估板
3.2 BLHOST 固件升级软件
BLHOST 软件是 NXP 官方开源的固件升级的上位机程序，用于支持片上 ROM 的 ISP 固件升级功能。BLHOST 是以命令行的方
式来实现用户应用程序的更新，支持三个平台 Windows/Linux/MACOS。
其使用手册见
blhost User's Guide
(document MCUBLHOSTUG).
3.3 ELFTOSB 安全固件生成软件
图 3 是 elftosb-gui 应用程序的界面，ELFTOSB 是 NXP 官方生成安全固件的工具，可以帮助客户在普通的应用程序的 binary基
础上，可选择的加入 CRC 校验和或者带有签名的固件。如果用户想自己了解 NXP 的 BOOT ROM 校验 CRC 的细节，本文在如
何通过 ELFtoSB 工具生成使能 CRC 校验的固件会做详细介绍。
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如何通过 USB1 接口更新固件
图 3. elftosb-gui 应用程序界面
关于 blhost 以及 elftosb 的工具，用户可以从 MCUBOOT: MCU Bootloader for NXP microcontrollers 下载到最新的软件。
4 如何通过 USB1 接口更新固件
4.1 blhost 更新固件的命令
由于 elftosb 工
固件是否有 CRC 校验。
各种 IDE 下生成 bin 文件的方法见 KEIL，IAR 和 MCUXpresso 生成 bin 文件。
blhost 升级固件需要用到如下命令，如 图 4 所示。
blhost.exe -u 0x1FC9,0x0022 -- flash-erase-all
blhost.exe -u 0x1FC9,0x0022 -- write-memory 0x0 binary.bin
具需要 bin 格式的固件才能加入 CRC 校验和。所以本文所有的固件升级都是基于 bin 格式的。固件更新并不会查看
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