前提

nrf5Xの開発を行っている
OTAをしたい(Bluetooth経由でアプリケーションをアップデートしたい)
Segger Embedded Studioを使う
OSXで開発

公式ガイド

https://devzone.nordicsemi.com/nordic/short-range-guides/b/software-development-kit/posts/getting-started-with-nordics-secure-dfu-bootloader

ここみれば一応解決はします。

背景

nrf52で開発しているとやはりFirmware OTA(Over-the-air)はしたい。
そもそもOTAで見ず知らずのアプリケーションを書き込めるのは嫌だ
SDK12以降はsecureじゃないDFUはできない1

やること

secure bootloaderを書き込む
アプリケーションに署名をする

1.secure bootloaderを書き込む

事前準備もろもろ必要なもののインストール

ひつようなもの

homebrew
https://qiita.com/krtsato/items/ba567acacb93a7a02dd9
python2
pip
nrf5 SDK
nrfutil
arm toolchain
μECC(https://github.com/kmackay/micro-ecc)
Segger Embedded Studio

nrf5 SDK

https://www.nordicsemi.com/?sc_itemid=%7B21C26716-5F2C-4E2D-9514-C9B87B711114%7D
ココからダウンロードし、解凍。

nrfutilのインストール

キーペアの作成、SDK用コードへの変換、署名に利用するツールです。
pythonの動作環境と、pipが必要です。
なお、nrfutilはpython2のみ対応。3

version 6.00でpython3サポートがされたようです。(https://github.com/NordicSemiconductor/pc-nrfutil/releases/tag/v6.0.0)

$ pip install nrfutil

arm toolchainダウンロード

bootloaderのコンパイルというよりは、後述のmicroeccのコンパイルに利用します。

$ brew tap ArmMbed/homebrew-formulae
$ brew install arm-none-eabi-gcc

μECCライブラリをインストール

署名の検証に必要。ARMtoolchainでコンパイルまで実行する。
おそらくライセンスの関係でバイナリが入っていない？
ダウンロードし、解答したSDKフォルダの配下、{SDK folder}/external/micro-eccに配置する。
{SDK folder}/components/toolchain/gcc/Makefile.posixのGNU_ROOTを/usr/local/binにかえる


$ cd {SDK folder}/external/micro-ecc/
$ git clone https://github.com/kmackay/micro-ecc.git
$ cd nrf52hf_armgcc/armgcc
$ make

秘密鍵・公開鍵のペアを作る

基本的にnrfのsecure DFUは電子署名の仕組みを利用しており、秘密鍵と公開鍵のペアが必要です。秘密鍵で署名しソフトウェアを作成し、Bootloaderには公開鍵を入れておき検証する。
参照先にも書いてありますが、あくまで署名なのでOTAする場合、パケットを取ればソフトウェアの中身は取れてしまいます。2

nrfutil keys generate {filename}でつくれる。
nrfutil keys display --key pk --format code {input_privatekey} --out_file {outputfile_publickey(.c)}
でnrfSDKで利用する形式(hex配列)に公開鍵を出力可能。

$ nrfutil keys generate private.key
$ nrfutil keys display --key pk --format code private.key --out_file dfu_public_key.c

作ったキーを配置する

作成したキー(ここではdfu_public_key.c)を下記フォルダに移す
{SDK folder}/examples/dfu/

secure bootloaderのサンプルプロジェクトを開く

{SDK folder}/examples/dfu/secure_bootloader/pca10040_ble/ses にあるプロジェクトをファイルを開く。(segger embedded studioの場合)
sdk_config.hのNRF_DFU_HW_VERSIONを任意の数字に変える
Jlinkなどでbootloaderを流し込む

あくまでサンプルプロジェクトなので、必要に応じて中身を変える必要はあるでしょう。

2. アプリケーションに署名をする

bootloaderはとりあえずできたので、次はアプリケーション側の対応を行います。

コンパイルした後のバイナリを探し当てる

Seggerの場合だと、
{project_root}/Output/Releases/Exeにある、.hexファイル。

署名する

$ nrfutil pkg generate --hw-version 1 --application-version 1 --application binary.hex --sd-req 0xA8 --key-file ../private.key  output.zip

hw-version: 先程指定した任意のHWVERSION.一致しないとロードできない。
application-version: 任意の数字。以前読み込んだバージョンと同等かそれ以上でないとロードできない。
sd-req: SoftDeviceのバージョン。後述。
key-file: 先程作った秘密鍵のファイルを指定

sd-req

利用しているSoftDeviceのバージョンを記載する。
nrfutil pkg generate --helpで候補一覧を見れる。

どれが入っているかわからない場合は、アプリケーションで取得することも可能。こんな感じ。

  ble_version_t version;
  sd_ble_version_get(&version);
  NRF_LOG_INFO("SOFTDEVICE VERSION:%x",version.subversion_number);

OTAする

nrf toolboxもしくは nrfconnectアプリをスマートフォンにダウンロードする。
- https://itunes.apple.com/jp/app/nrf-toolbox/id820906058?mt=8
- https://play.google.com/store/apps/details?id=no.nordicsemi.android.nrftoolbox&hl=ja
できたZIPファイルを何らかの形でスマートフォンへ転送。
sampleのbootloaderを利用している場合は、"DfuTarg"という名前で表示されるので、よしなにOTAを実行する。

残念なところ

じつはこのままだとDFUした後に再度DFUできないのですが、続きは気が向いたら。
このあたり使います。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/com.nordic.infocenter.sdk5.v15.2.0/ble_sdk_app_buttonless_dfu.html