BLE経由で組み込みソフトのアップデートができるなんてそんな夢みたいな話…あったわ！

こんにちは、おひろです。

今日もReMINEの開発で得たノウハウについて1つ書こうと思います。

アプリやWebなんかだと機能追加や不具合修正といったことでアップデートすることは割と簡単なので、まぁとりあえずリリースしとけ、ってことありますよね。
(ウソだよ！ちゃんとテストしよう！ドラプロはもちろんちゃんとしてるよ！)
でもハードだと一回作っちゃうとそんな簡単にアップデートできねぇよなブルブル、って感じですが、実はそんなこともないようです。

DFU-OTAっていう、Device Firmware Update Over The Airの略なんですが、要は無線でプログラムの書き換えをしちゃう、というすばらしき機能があります。
これ自体は一般的な機能のようで、ReMINEで採用したBLE Nanoにも備わっていますし、全てではないですが他のモジュールでも搭載されてたりするようです。

組み込みソフトでもリリースした後にアップデートすることが割と簡単にできるようになるというわけです。
もちろんリリース時にはその時点での完璧を目指すわけですが、後から修正が効くとなると精神的にもすごく楽じゃないですか？

全てのものに適用はできないかもしれませんが、そういった基盤があるなら可能性が広がりますね。
今回は、BLE Nanoに限った話にはなりますが、実際試してみましたのでそれについて書きたいと思います。

セットアップ

公式のGitHubから関連ファイルを一式ダウンロードしてREADMEの手順に沿っていけば設定完了です。
要点を抜き出すと以下の手順です。

Arduino IDEについてはバージョン1.6.7をインストールする。
Arduino IDEを立ち上げ、Preferenceの「Additional Boards Manager URLs」に「https://redbearlab.github.io/arduino/package_redbearlab_index.json」をコピペする。
ツール→マイコンボード→ボードマネージャを選択し、「RedBearLab」で検索すると「RedBearLab nRF51822 Boards」が出てくるのでバージョン1.0.4をインストールする。
BLE Nanoをライターに装着し、Macに接続するとMBEDという名前でマウントされるので、その直下にブートローダ(bootloader.hex)をコピーする。
※ブートローダのコピペに関しては初回に1度やるだけでOK。

ざっくり以上です。
お分かりですね？
4番で書いてある通り初回はライターが必要です。
BLE経由で書き込めるならライターいらんやん！ライター代浮くわーやったー！と思った人、ゴメン！いるねんライター！
ちなみにライターはこの後もう一回使います。

注意その1

ブートローダの書き込みについて一点。
コピペするのに普通Finderでやると思うんですがね、ヨセミテ以降のOS上でやるとコピペ失敗します…。
でも大丈夫！その場合、ターミナルからコマンドで直接コピれば解決！おれ、これ知るまでめっちゃハマった！
※ブートローダの導入を失敗してもプログラムの書き込みなどはできた(エラーなどはでない)ので一見問題ないように見えるのですが、動作はしない、という状況に陥り原因にたどり着くまでに時間がかかりました。

sudo mount -u -w -o sync /Volumes/MBED;
cp -X ~/(your path)/bootloader.hex /Volumes/MBED/

注意その2

公式のGitHubで配布されているブートローダなどはSoftDevice S130に準拠しているようです。
SoftDeviceについてはここを参考にしていただければと思いますが、S110、S120、S130とそれぞれ制限などが異なりますので、要件に沿っているかよく確認の上お試しください。

DFU-OTAの実装

ソースコードに少し手を加える必要があります。
DFUServiceというクラスがありまして、これをsetup関数内などでnewしてやることで有効になります。

#include <BLE_API.h>
#include "ble/services/DFUService.h"

BLE  ble;
DFUService *dfuService;

void setup() {
    dfuService = new DFUService(ble, NULL);
}

例えばこんな感じで動くようになりますが、もうお分かりですね？
つまりこのコードが入ったプログラムを書き込んでないとOTAできないので、初回はライターを使って書き込む必要があります…！オーノー！
でも一度書き込めば準備完了です。