低功耗蓝牙无线升级：STM32WB OTA 固件更新技术解析

STM32WB 是意法半导体主打双核低功耗蓝牙无线 MCU，产品落地后远程固件升级是保障功能迭代、漏洞修复的关键能力。AN5247 应用笔记以 BLE 为通信载体，完整给出 STM32WB 的 OTA 更新方案，可独立完成用户应用程序、无线固件、FUS 固件更新服务三类升级，本文基于这份官方笔记，把原理、流程、工程配置讲透，方便直接落地开发。

资料获取：【应用笔记】AN5247 STM32WB 系列微控制器OTA和无线固件更新

1. 先搞懂：STM32WB 双核架构与 OTA 核心逻辑

STM32WB 采用双 Arm 内核分离设计，这是 OTA 能稳定运行的基础：

• CPU1（Cortex‑M4）：跑用户应用程序，是 OTA 请求的入口；
• CPU2（Cortex‑M0+）：运行无线协议栈 + FUS 固件更新服务，负责安全解密、校验无线固件。

OTA 放弃 USB/UART 等物理有线更新，用低功耗蓝牙实现无线远程升级，全程采用客户端‑服务端架构：手机 / PC 作客户端发起升级，MCU 作服务端响应并烧录新固件。

2. Flash 存储分区：OTA 不翻车的关键设计

AN5247 把 STM32WB Flash 划分为用户区 + 安全区，边界由选项字节 SFSA 定义，两者权限完全隔离：

1. 安全区（仅 CPU2 可访问）：存放 FUS + 无线固件，加密存储、禁止调试 / 用户程序访问，保障无线栈安全；
2. 用户区（CPU1 可访问）：分三段 ——OTA 应用程序、用户应用程序、用户数据 / 空闲下载区。

关键地址规则：

• OTA 应用程序固定烧录在Flash 起始 0x08000000~0x08006000（前 6 个扇区），必须加写保护，损坏则设备无法恢复；
• 用户应用程序从0x08007000开始存放，为 OTA 预留空间。

3. OTA 完整流程：一步不落的执行链路

AN5247 定义的 OTA 流程闭环，每一步都有明确分工：

1. 初始状态：CPU1 运行用户 BLE 应用，广播 OTA 能力；
2. 客户端发起 OTA 重启请求，设备触发系统复位；
3. 复位后优先运行 OTA 应用程序，监听客户端升级指令；
4. 按类型执行升级：擦除对应 Flash 扇区→下载新固件→校验→跳转执行新程序。

整个流程靠BLE 自定义服务 + 特性通信，用户程序加「重启请求特性」接收 OTA 指令，OTA 程序用专属 OTA 服务传输固件数据。

4. 两类升级场景：用户应用与无线 / FUS 固件

STM32WB 支持独立升级，两种场景操作逻辑不同：

4.1 用户应用程序更新

• 操作：擦除用户区对应扇区→下载新 bin 文件→校验后跳转新应用；
• 特点：不触碰安全区，风险低，适合功能迭代，升级后直接运行新用户程序。

4.2 无线协议栈 / FUS 更新

• 无线固件 + FUS 为ST 加密签名版本，必须靠 CPU2 的 FUS 解密、校验、安装；
• 流程：先在用户区空闲空间下载加密镜像→FUS 接管→解密写入安全区→自动配置 SFSA 等选项字节；
• 注意：升级可能覆盖用户程序，需重新烧录用户应用。

5. 官方两大 OTA 客户端：手机 + PC 全覆盖

AN5247 提供两款 ST 官方工具，覆盖移动与桌面升级场景：

5.1 ST BLE Sensor（手机端）

• 支持 Android/iOS，从应用商店可下载；
• 操作：连接设备→进入固件升级面板→触发 OTA 重启→选择 bin 文件→上传升级；
• 适合现场快速升级、终端用户自助更新。

5.2 STM32CubeMonitor‑RF（PC 端）

• 搭配透传模式 USB 蓝牙模块，通过 HCI 透传传输 OTA 数据；
• 操作：选择 COM 口→扫描设备→选 CPU1/CPU2→加载 bin→一键升级；
• 适合研发调试、产线批量升级。

6. 工程开发必改配置：照着做不踩坑

基于 AN5247 做 OTA，这几项配置必须改，否则无法运行：

1. 开启 OTA 重启特性：在ble_conf.h中设置BLE_CFG_OTA_REBOOT_CHAR = 1；
2. 修改链接器文件：用户程序向量表偏移到 0x08007000，IAR/Keil 需同步调整 ROM 起始地址；
3. 屏蔽 VTOR 配置：SystemInit()中注释SCB->VTOR = VECT_TAB_OFFSET，由 OTA 程序设置向量表；
4. 添加魔术字：固件末尾加校验魔术字，OTA 启动时判断程序完整性。

7. 量产实操关键提醒

1. OTA 应用程序必须烧写在 Flash 起始地址，且开启写保护，避免升级异常损坏；
2. 无线 / FUS 升级前备份用户程序，防止被覆盖丢失；
3. 广播包中添加 OTA 标识，客户端可快速识别可升级设备；
4. 固件传输用 20 字节分包，大文件升级保持 BLE 连接稳定。

AN5247 是 STM32WB BLE OTA 升级的官方标准方案，依托双核隔离架构、安全 Flash 分区、标准化 BLE 服务，实现用户应用、无线栈、FUS 的可靠远程升级。按笔记流程配置工程、搭配 ST 官方工具，可快速完成从研发到量产的 OTA 落地，大幅降低设备维护成本，适合蓝牙手环、工业无线节点、智能家居等低功耗无线产品使用。