Esp8266 07 подключение – Wi-Fi модуль ESP-07: описание, подключение, схема, характеристики

Esp8266 07 и 12 делаем wifi кнопку

В интернете много информации про данные модули, но когда понадобилось выполнить конкретную задачу, на 4 строки вкладок в firefox нагуглил, поэтому решил хоть одно применение описать полностью (ну почти).

Итак, есть у меня не так давно подъемные гаражные ворота doorhan, и 2 брелока к ним, но иногда 2-х бывает мало, да и один из этих двух временами глючит несмотря на новую батарейку. Но в на плате управления, что в гараже, есть пины для подключения внешней проводной кнопки. Используя их решил реализовать управление со смартфона.
Посмотрев обзор уважаемогоsav13 mySKU.me/blog/ebay/30626.html были приобретены 2 платы esp8266 esp-07 и esp-12.
Я не профессионал, поэтому некоторые вещи пишу как понял, где-то могу ошибиться). Да и делал я всё «на коленке»))).
Начнем с самого начала. Для начала работы с модулем нужен uart конвертер, у меня такой mySKU.me/blog/ebay/29003.html, ещё к адруине покупал. Для работы со смартфоном нужно прошить esp прошивкой nodemcu. Я прошил такой nodemcu_integer_0.9.6-dev_20150704.bin, качал здесь: github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/releases.
Что нужно для прошивки и как подключать:
Есть сайт esp8266.ru, где в принципе все есть esp8266.ru/esp8266-podkluchenie-obnovlenie-proshivki/#esp8266-update-firmware, только разбросано по разным местам, и иногда (редко конечно) мелкие нюансы не расписаны.
Качаем программу для прошивки ESP8266Flasher.exe отсюда: github.com/nodemcu/nodemcu-flasher

Дополнительная информация

Подключаем плату к uart как описано в статье «Как быстро подключить ESP8266» esp8266.ru/esp8266-podkluchenie-obnovlenie-proshivki/#esp8266-connect.
— RX и TX зеркально,
— питание к питанию (vcc — 3V3) берем ТОЛЬКО 3.3 вольта, 5 я не пробовал, но в инете не рекомендуют,
— земля к земле (gnd)
— на плате esp gpio15 соединяем с землей (насовсем)
— на плате esp пин EN (CH_PD) соединяем с VCC через тумблер или на скрутке двумя проводами, чтобы можно было рвать и восстанавливать питание.
Когда все это дело собрали)

Дополнительная информация

— на плате esp соединяем gpio0 с землёй (gnd

mysku.me

Настройка Arduino IDE и подключение ESP8266 (без кнопок RESET и PROG) — Espressif Systems

Всем привет, в этой статье поговорим об уже надоевшей всем теме — «Метеостанция». Каждый пытается сделать что-то свое, вот и я не стал исключением и попытался материализовать свои эротические фантазии на контроллере ESP8266. Тема задумывалась уже давно как некое обновление для предыдущего проекта этой тематики, но из-за своей неспешности переросла в нечто самостоятельное.

 
 
При всей привлекательности микроконтроллера ESP8266 с его большим объемом памяти, железной поддержкой Wi-Fi и массой разных плюшек, он не лишен недостатков. Самый основной — ограниченное количество поддерживаемых одновременных TCP соединений равное 5. Если превысить этот лимит, то контроллер потеряет связь с окружающим миром, при этом watchdog будет думать, что все в порядке, а следовательно, даже не попытается нам помочь. Будем стараться это помнить!

Стоит начать с концепции
Доступ к данным метеостанции нужно получать без установки внешних приложений и под любой операционной системой. Для этих целей подойдет практически любой современный браузер. Меня всем устраивает Chrome. Раз уж за основу взят HTTP протокол, стоит озаботиться экономией трафика и ограничением числа TCP соединений. Хорошим тоном будет передача всего необходимого для формирования страницы контента только при первом обращении, а все последующие операции, такие как отображение показаний с датчиков или настройку контроллера, производить через API. В этом нам поможет JQuery. А вот, чтобы ослабить болевые ощущения от передачи файлов с SPI Flash в браузер, стоит предусмотреть систему кэширования, например, Etag. Это позволит отдавать тяжелый контент единожды, а при последующих загрузках страницы просто подтверждать его актуальность на уровне Web сервера микроконтроллера и кэш браузера вступит в игру, неимоверно уменьшив время загрузки страницы! «Вы были правы в одном, Мастер: переговоры были недолгими.» © Звездные войны. Эпизод 1 Из-за того, что метеостанция с датчиками и контроллером должна располагаться на улице, жизненно необходимо предусмотреть возможность обновлять прошивку ESP через Web интерфейс. Аналогичным образом должны обновляться файлы Web сервера расположенные на SPI Flash. Этот и предыдущий пункт вкупе позволят обновлять функционал микроконтроллера из домашней сети или из интернета, если конечно в этом возникнет острая необходимость. Чтобы никто посторонний не могу вмешаться в работу устройства или изменить файлы Web сервера, последний должен хотя бы как-то себя защищать. Пускать в панель управления только после авторизации, блокировать доступ при попытках брутфорса пароля. В конце концов, контроллер обязан самостоятельно генерировать ключи (salt) для авторизации, дабы сделать алгоритм непредсказуемым и исключить потенциальный взлом, в случае если злодей завладеет исходниками проекта. Понятно, что кому она там нужна, эта метеостанция, если её не завязывать с умным домом, если только из-за спортивного интереса, но как говориться “Береженого Бог бережет”. Датчики стоит расположить по уму — в метеобудке, а вот контроллер в сухом и закрытом боксе. Объединить их между собой, как мне кажется, удобнее по I2C шине — минимум проводов, максимум удобства. Практически на всех вариантах плат ESP-xx имеется штатный светодиод, можно воспользоваться им как для индикации режимов и состояния микроконтроллера, так и для вывода какой-либо промежуточной информации. Что касаемо режимов работы ESP8266, как ни странно, но он должен находить домашнюю Wi-Fi сеть и подключаться к ней. Если вдруг звезды не были к нам благосклонны, и домашняя беспроводная сеть приказала долго жить, контроллер обязан перейти в режим точки доступа (AP) дабы к нему можно было подключиться с какого-либо устройства и перенастроить его на другую сеть. А вот пока последнее не произошло, ESP должен периодически сканировать эфир в поисках долгожданной домашней точки доступа и, если боги были к нам милосердны, и домашняя сеть появилась в эфире, незамедлительно переключиться в режим клиента (STA) и в пылу страсти воссоединиться с ней. Ну и естественно, как же без отправки данных на внешние ресурсы, сейчас без этого не обходится ни одна уважающая себя кофеварка, не говоря уже о метеостанции. Думаю, что основным блюдом станет протокол MQTT, это уже облегчает возможность интеграции с умным домом, стулом или той же кофеваркой. Ну а на закуску добавим поддержку «ThingSpeak» и «Народного мониторинга». При желании можно нарастить функционал, благо памяти у микроконтроллера еще много. Как я себе это представляю
Учтите, что на видео, данные с датчиков, эмитируются самим микроконтроллером, это нужно для наглядности. В жизни метеорологическая обстановка намного спокойнее слава Богу.

Перейдем к физической сборки устройства
Как по мне, так самый оптимальный вариант, это воспользоваться отладочной платой NodeMCU V3 и базой для неё. Таким образом, мы получим отличный комплект с разведенной на его борту всей необходимой обвязкой и возможностью питать устройство от 5 до 24 Вольт.

Отладочная плата на базе, и смотрится хорошо, и удобства хоть отбавляй.

Заливаем прошивку, образ SPI Flash и подключаем четырьмя проводами датчики. Справится даже ребенок.
Ссылки:
Базовая плата для NodeMCU V3 с преобразователем питания 5-24V в 5V Отладочная плата ESP8266 от NodeMCU Естественно никто не запрещает Вам развести свою плату. Если Вы это сделаете, скиньте нам свое творение, возможно мы перейдем на него. В идеале, все должно размещаться в метеобудке.
Датчики взятые за основу
Датчик уровня освещенности Bh2750
Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 1 до 65535 Lx Фильтр световых шумов 50/60 Hz Возможность смены адреса на шине Не требует калибровки Рабочая температура от -40 до 85 градусов C Питание от 2.4 до 3.6 V Датчик атмосферного давления BMP085/180

Интерфейс шины I2C Диапазон измерения от 300 до 1100 hPa Встроенный датчик температуры Не требует калибровки Питание от 1.8 до 3.6 V Датчик влажности SI7021-A20
Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 3% RH в диапазоне от 0 до 80% RH Рабочая температура от -40 до 125 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 85 градусов C Не требует калибровки Питание от 1.9 до 3.6 V Альтернативные датчики
Датчик влажности HDC1080
Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 2%, устаревание (износ) 0.25% в год. На последнее значение могут влиять внешние факторы. Рабочая температура от -20 до 70 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 125 градусов C Не требует калибровки Питание от 2.7 до 5.5V Датчик влажности HTU21D
Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 2%, устаревание (износ) 0.5% в год. На последнее значение могут влиять внешние факторы. Рабочая температура от -40 до 125 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 125 градусов C Не требует калибровки Питание 3V, максимум 3.6V Сборка 3 в 1 из датчиков Bh2750, HTU21D и BMP180
Все используемые датчики описаны выше Очень компактные размеры Комплексный датчик BME280 для измерения температуры, влажности и атмосферного давления
Интерфейс шины I2C Рабочая температура от -40 до 85 градусов C Диапазон измерение влажности от 0 до 100% RH с точностью 3% в диапазоне от 20 до 80% RH. Устаревание (износ) 0.5% в год. Диапазон измерения давления от 300 до 1100hPa Диапазон измерения температуры от -40 до 85 градусов C Напряжение питания от 1.7 до 3.6V Все датчики очень компактные, способны выдержать большие перепады температуры, довольно точны, имеют одинаковое напряжение питания и опорное напряжение I2C равное напряжению питания. На мой взгляд, они идеально подходят для эксплуатации в уличных условиях, на большей части территории нашей родины.
Теперь настал момент озаботиться, где описанные выше ребята будут жить. В прошлый раз мы использовали для этих целей, найденную в подножном корме, электрическую распределительную коробку. Кроме дешевизны в этом решении нет ничего положительного.
В этот раз мы воспользуемся более серьезным вариантом – «Метеорологическая будка Стивенсона». Она способна защитить датчики от прямых воздействий окружающей среды, но при этом имеет открытую структуру со стенками в виде жалюзи. Удобно, красиво и самое главное – правильно!
Будка печатается на 3D принтере по эскизам опубликованным на Thingiverse неким kowomike, спасибо добрый человек! Архив с эскизами можно будет скачать в конце поста.

Фото готовой будки

Шпилька М8 крепится через зажимной хомут к мачте уличной антенны.
Примерка. Шпилька практически не укорачивалась, чтобы не закрывать будку параболической Wi-Fi антенной.
Хотя в моем случае все это сделано не правильно т.к это солнечная сторона дома. Доступа на теневую сторону дома у меня нет, поэтому приходиться довольствоваться тем, что имеем. По прошлой метеостанции мне говорили «на солнечной стороне все эти измерения — сферический конь в вакууме, слепи %описание-многА-букАв% и закрепи на теневой стороне дома».
Я пока живу в панельном многоквартирном доме, как и не малая часть нашей страны. Доступ к теневой стороне дома (а для меня, по факту, это окна в подъезде) — прямой вызов всем гопникам района трущимся рядом, любопытным соседям с бегающими глазками и всей элите человечества скрашивающей фоном мою унылую и слишком простую, по их мнению, жизнь. Думаю, что мысль я донес.

Датчики располагаются на разных уровнях. В основании находится датчик освещенности Bh2750 и смотрит ровно вниз. Мне кажется, так он будет меньше пачкаться и покрываться пылью и при этом смотреть наружу сквозь минимальное количество препятствий для солнечного света. Вообще размещение этого датчика, это целая головная боль. Как не крути, все будет не то. Оставил так, ведь по сути важны не сами показания, а тенденция изменения. Хотя кого я пытаюсь обмануть, точность важна всегда! Предлагайте свои варианты.
Намного проще обстоят дела с датчиком атмосферного давления BMP180 и влажности SI7021, кстати, с последнего мы также будем забирать данные о температуре. Их размещаем в оставшемся свободном пространстве будки, благо его там с избытком, но не в конусе т.к пространство в нем менее проветриваемое.

Все хозяйство подключается между собой следующим образом
NodeMCU | ESP 07/12 | Датчики —————————— D2 | GPIO 4 | SDA D1 | GPIO 5 | SCL 3.3V | 3.3V | 3.3V GND | GND | GND ВАЖНО: при финальном монтаже устройства на его место службы, обязательно установите перемычку между пинами GPIO 0 (D3) и питанием 3.3 Вольта. Причины её установки описаны в закрепленном сообщении с описание обновления от 12.08.2017.
Сам микроконтроллер будет спрятан в уже знаменитую распределительную коробку, закрепленную на шпильке, чуть ниже будки Стивенсона. У меня все находится на стадии неторопливой сборки с попутным поиском более удачных идей.
Плата расширения, на которой будет установлена плата NodeMCU, закреплена через ножки для крепления компьютерных материнских плат в корпусах.

Разъемы для подключения внешних датчиков и питающей линии установил на местах где была пара штатных заглушек. Закрепил все через переходную пластину, выпиленную из куска фольгированного текстолита. Естественно, предварительно пластина была протравлена, а вся медь искоренена, ибо в этом случае она нам не друг.
Также была предусмотрена проставка из полиэтиленового поролона (используется в качестве упаковочного материала при транспортировке грузов) между текстолитом и корпусом, общей толщиной 5мм, а после затяжки крепежных винтов, его толщина не превышает 1мм. Это было сделано из-за опыта эксплуатации предыдущего (временного) бокса для этой метеостанции. Без проставки влага быстро найдет путь вовнутрь, и срок службы устройства снизится.
Производим примерку.
При окончательном монтаже обязательно необходимо удалить все не плотно прилегающие части полиэтиленового поролона, то есть те части, которые располагаются снаружи и не сдавлены крепежной текстолитовой пластиной. Это необходимо сделать для препятствования накоплению влаги в доступных для неё полостях. Также пришлось увеличить число крепежных болтов для более надежного прилегания текстолита, в противном случае он может выгибаться.
Все самое сложное позади, остается только вывести на один разъем шину i2c с питание 3.3 Вольта, а на другой подвести пины питания платы расширения. Но т.к у меня валялся «хвост» отрезанный когда-то от не рабочего блока питания маршрутизатора, и я не побрезговал им воспользоваться по прямому назначению.

Далее останется все подравнять, проверить качество монтажа, возможность замены платы NodeMCU, если это будет необходимо при эксплуатации и самое главное, дважды проверить, что и куда припаяно. Мои кривые руки и невнимательность уже наказывали меня, а т.к ждать новые запчасти долго, повторять не хочется.

Общий вид получился таким
А вот как все выглядит в боевых условиях. Кстати, могу предложить идею с помещением в бокс мешочка содержащий впитывающий влагу гель, они часто встречаются в коробках с обувью. Если все герметично, то он впитает остатки влаги, а если нет, то лишним уж точно не будет.

Требования (!!!Читать обязательно!!!)
Arduino IDE с поддержкой контроллера ESP8266, версия 2.4.2 (на версиях выше работоспособность не проверялась) Установленный модуль в Arduino IDE для загрузки файлов во Flash память микроконтроллера. Как установить описано тут. Любой модуль на базе ESP8266 c Flash 4MB (3MB выделяем под SPIFFS) В параметрах выставляем lwIP версии 2 и максимальную производительность (lwIP v2 Higher Bandwidth) Сам архив с последней версией проекта. Скачать можно в конце статьи или по этой ссылке.   
Обязательные библиотеки (!!!Читать обязательно!!!)
ArduinoJson (v5.13.2) PubSubClient Ссылки на библиотеки сенсоров указаны в комментариях к коду. Сами библиотеки, как и обслуживаемые ими сенсоры, не являются обязательными. Вы вольны использовать любые датчики, как физические, так и программные.
Порядок установки (!!!Читать обязательно!!!)
Изучите файлы проекта с примерами использования тех или иных сенсоров. Все файлы с примерами начинаются с префикса users_, это users_auto.h, users_bme280_x2.h и т.д. Загрузите необходимые Вам библиотеки или используйте эти файлы как пример для добавления иных датчиков. Выставите необходимые настройки для контроллера в среде разработки Arduino IDE. Пример настроек указан на скриншоте выше. Обязательно убедитесь, что выбрано правильное распределение места для внутренней файловой системы, это значит, что 3MB должно быть выделено под файловую систему. Также проверяем, чтобы использовался lwIP v2 в режиме максимальной производительности (lwIP v2 Higher Bandwidth). Произведите загрузку программы с помощью среды разработки (Ctrl + U). Произведите загрузку содержимого каталога data в файловую систему. Меню/Инструменты/ESP8266 Sketch Data Upload Перед тем как устанавливать метеостанцию на постоянное место жительства, подтянуть GPIO-0 (пин D3 на плате NodeMCU) к питанию 3.3V. Во время данной процедуры, питание на контроллере должно отсутствовать. Первый запуск (!!!Читать обязательно!!!)
Помните, что вся конфигурация микроконтроллера производится исключительно через web интерфейс. Никаких изменений значений тех или иных параметров в коде не требуется, а подобную практику будем считать плохим тоном.
И так, после запуска микроконтроллера он сразу перейдет в аварийный режим и поднимет собственную точку доступа с именем WeatherStation. Это нормальное поведение т.к подразумевается использование метеостанции в домашней беспроводной сети, ну а раз о ней пока ничего не известно, то и подключаться не к чему.
Подключитесь к данной сети с любого удобного устройства и перейдите в панель управления (для этого имеется соответствующая иконка, запутаться невозможно), контроллер будет доступен по адресу http://espws.local или http://192.168.4.1 При попытке входа в панель управления будет запрошено имя пользователя и пароль, по умолчанию admin/admin. После входа в панель управления перейдите в раздел «Основные настройки WiFi» и укажите имя и пароль Вашей домашней сети, а также, при необходимости, укажите пароль для подключения к точке доступа поднимаемой контроллером в аварийном режиме. Если все сделано правильно, то контроллер подключится к домашней сети в течении 5-и минут.
Если Ваша домашняя сеть скрыта, то после первоначальной настройки необходимо перезагрузить контроллер. Это необходимо из-за частичной поддержки работы со скрытыми сетями. После перезагрузки контроллер увидит Вашу сеть и запомнит её MAC адрес. Помните об этом если захотите сменить домашний маршрутизатор.
Хотите помочь проекту или спонсировать новый?
Yandex.Money PayPal.me Файлы
 

it4it.club

Модули ESP8266 ES07 по очень «вкусной» цене

Снова в мои руки попали модули «народного WiFI» по  цене:  $2.18 за ESP8266 ES07   + плата адаптер $1.18 за 10 шт.

Почему именно ES-07? Там есть керамическая антенна и разъем для подключения внешней. При покупке нужно написать продавцу, какие модули отправить. Можно заказать ES-08 без WiFi антенны и ES-12E с антенной, разведенной на плате. О разновидностях модуля ESP8266 можно почитать здесь.

Покупка на Алиэкспресс для терпеливых. Обычно товар приходит за 20-30 дней.

Это модули от производителя «клонов» ESP компании AI-THINKER .

Модули идут в комплекте с платами-переходниками, позволяющими использовать контактные разъемы с шагом 2.5мм.

Платы переходника имеют два подтягивающих резистора 10к: с вывода GPIO2 на землю и CH_PD к VCC. Нога GPIO15 соединена с землей.

Кроме того, на плате модуля имеется площадка для подключения линейного стабилизатора.

Продавец сказал, что туда должен ставиться HT7133-1 в корпусе SOT89. Лично я очень сомневаюсь, так как данный стабилизатор выдает ток 30мА, а ESP-шка судя по даташиту в режиме передачи может потреблять до 170мА. Нет в SOT-89 стабилизаторов такой мощности. Конечно, можно «приколхозить» и LM1117 в SOT-223, но выглядеть это будет не очень.

Припаять модуль к плате адаптеру и припаять штырьковые разъемы — и модуль готов к работе.

 

Подключаем модуль к TTL-USB конвертеру и питанию 3.3В

 

 

Подключаем терминальную программу CoolTerm на скорости 115200 смотрим версию и дату прошивки

С таким помощником все очень просто! )))

О различных вариантах программирования ESP8266, в том числе и в среде Arduino IDE, моя следующая статья.

со своего сайта.

samopal.pro

Reverse Engineering ESP8266 — часть 1 / Habr

Поддавшись общей волне энтузиазма относительно систем «Умный дом», а также имея профильное образование инженера АСУ ТП, с удовольствием занимаюсь данной темой в виде хобби. В этой статье поделюсь с вами своим опытом реверс-инжиниринга популярного модуля ESP8266.

Содержание

1. Введение
2. Архитектура ESP8266
   
3. Инструменты
4. Загрузка прошивки для исследования
   
   • ELF
   • Системная прошивка модуля
   • Пользовательская прошивка
5. Ассемблер Xtensa
   
   • Регистры
   • Базовые операторы
   • Функции
   • Условные переходы
6. Заключение
7. Ссылки

1. Введение

В основном меня интересовали внутреннее устройство SoC, архитектура и система команд процессора, процедура старта и загрузки прошивки и другие не менее интересные вещи. Начав изучение данного модуля, я столкнулся с тем, что нужной информации по нему не много, и зачастую она достаточно противоречива. Поэтому многое приходилось перепроверять, что-то выяснять опытным путем, а о чем-то просто догадываться. Буду рад вашим комментариям и дополнениям.

Чтобы систематизировать всю полученную информацию и была написана эта статья.

2. Архитектура ESP8266

Не буду приводить технические характеристики, про это уже много написано, в том числе и на Хабре. Желающие могут ознакомиться, например, здесь.

Начнем с общей архитектуры системы. Модуль представляет собой Soc, в основе которого лежит процессор семейства Xtensa – Tensilica’s L106 Diamond series производства американской компании Cadence, а также микросхему флеш-памяти на 512кБ. Сам модуль разработан китайской компанией Espressif Systems. Таким образом, основная официальная информация по ESP8266 поступает от Espressif (на китайском языке и в переводе), а некоторые общие данные можно получать от Cadence.

Особенностью данного семейства процессоров является то, что они представляют собой конструктор, из которого заказчик с помощью предлагаемого инструмента Xtensa Processor Generator может собрать чип с нужными ему характеристиками и заказать его у производителя. Поэтому различные модификации могут сильно отличаться, например, количеством ядер, дополнительными инструкциями, модулями DSP и так далее.

Карта памяти (адресного пространства)

Как я уже говорил выше, модель состоит из flash ROM размером 512 КБ и SoC, который, по неподтвержденным данным имеет RAM до 248 КБ.

Вообще все, что касается памяти – расположения, свойств и атрибутов сегментов – это изыскания сообщества. В оригинальной китайской документации этот вопрос почему-то обойден стороной.

Один из вариантов (имеются противоречия с другими источниками) известной на сегодняшний день карты памяти можно посмотреть здесь. Приведу лишь наиболее интересные адреса:

Внутренняя память:

Диапазон	Описание
3FFE8000h — 3FFFBFFFh	оперативная память для пользовательских приложений. При старте модуля может инициализироваться значениями из пользовательской прошивки.
3FFFC000h — 3FFFFFFFh	системная оперативная память
40000000h — 4000FFFFh	системный ROM. Отсюда стартует процессор, загружается пользовательская прошивка и здесь находятся основные системные библиотеки.
40100000h — 4010FFFFh	оперативная память, содержит пользовательскую прошивку
40240000h — 40271FFFh	вторая часть пользовательской прошивки. Здесь находятся код подключенных библиотек и SDK. Подмаплено к flash по адресу 40000h.

Различные сегменты адресного пространства могут быть RAM, ROM или подмаплены непосредственно к flash. Подмапленные области кэшируются для скорости работы.

Flash:

Диапазон	Описание
00000h — 3DFFFh	адрес загрузки пользовательской прошивки
40000h — 7BFFFh	адрес загрузки библиотек SDK (также может являться частью пользовательской прошивки)

Формат прошивки

Теперь, перед тем, как перейти к процессу запуска модуля, рассмотрим формат прошивки. Для загрузки пользовательской прошивки обычно достаточно записать 2 блока данных: по адресу 00000h и 40000h. Остальные блоки могут потребовать перепрошивки для сброса конфигурации, например, при заливке новой прошивки с несовместимым форматом данных.

Блок, начинающийся с 40000h содержит простой бинарный код, который загружается и работает в неизменном виде. А вот блок, начинающийся с 00000h, представляет собой структурированные данные о находящихся в нем сегментах и выглядит следующим образом:

Смещение	Описание
0	идентификатор прошивки, всегда `0xE9`
1	количество сегментов в прошивке
2,3	параметры SPI Flash
4-7	адрес запуска прошивки (Entry Point)
8…	далее идут данные сегментов

Структура сегмента:

Смещение	Описание
0-3	адрес для загрузки сегмента
4-7	размер сегмента
8…	далее идут данные сегмента

Завершающий блок:

Заполнен нулями для выравнивания до границы 16 байт минус 1 байт. После этого добавляется последний байт, представляющий собой контрольную сумму данных всех сегментов, вычисляемая функцией xor над всеми байтами и константой `0xEF`.

Формат прошивки взят из описания к утилите esptool.

Процесс запуска

Теперь, вооружившись этими знаниями, рассмотрим процесс старта модуля ESP8266 с точки зрения инициализации и запуска прошивки.

При подаче питания или поступлении сигнала сброса процессор начинает выполнение инструкций с адреса 40000080h (системный ROM). По адресу 40001308h располагается процедура, которая считывает блок 00000h flash и копирует сегменты, хранящиеся в ней по заданным адресам.

На схеме этот процесс показан фиолетовым цветом. Здесь видно, что часть прошивки является исполняемым кодом, а часть инициализирует данные в ОЗУ. Зеленым обозначен блок, напрямую подмапленный в адресное пространство процессора.

После всех инициализаций управление передается по адресу, указанному в заголовке прошивки. Обычно это адрес пользовательского кода 40100000h.

3. Инструменты

Что ж, теперь, когда мы разобрались с архитектурой и процедурой старта модуля ESP8266, давайте перейдем к изучению его программного кода. Какие ресурсы и инструменты у нас есть для этого?

Для проектирования, разработки и отладки продуктов на базе SoC Xtensa существует пакет Xtensa Xplorer от производителя процессора, в состав которого входит множество утилит, включая TurboXIM – симулятор SoC. Теоретически, эта утилита могла бы быть полезной, но даже бесплатная версия требует лицензионных ключей, выдаваемых по запросу. Написав такой запрос я не получил ответа, поэтому воспользоваться симулятором не удалось. Скачать весь набор инструментов можно здесь, возможно, вам повезет больше.

Для разработки, сборки прошивок и выгрузки отладочной информации нам будет полезно развернуть среду разработки, как описано здесь.

Из традиционных инструментов воспользуемся IDA Pro и HIEW.

Для изучения кода процессора Xtensa необходимо использовать IDA Pro версии 6.6 и выше со встроенным интерпретатором питона для выполнения скриптов. В перечень стандартно поддерживаемых процессоров Xtensa не входит, поэтому каждый раз при запуске IDA Pro перед открытием исследуемого файла необходимо загружать скрипт “xtensa.py”, который можно взять здесь.

Также для автоматического создания сегментов и наименования функций системного ROM нам понадобится скрипт для IDA Pro. Скрипт и дамп системной прошивки можно скачать здесь.

HIEW будет полезен для исследования структуры ELF- и готовых двоичных файлов прошивки.

В следующей части мы рассмотрим процесс загрузки прошивки для исследования.

Update. Продолжение здесь.

habr.com