USB_ATML_FLIP_DFU

Atmel USB FLIP DFU Protocol (AVR4023)

• AVR DU 系列の USB 周辺機能実装
• USB 2.0 制御エニュメレーション
• USB 記述子
• USBクラス別詳細
  • USB DFUクラス
    • USB Device Firmware Upgrade 規約 Revision 1.1
    • Atmel USB DFU Bootloader
    • Atmel USB FLIP DFU Protocol (AVR4023) 本記事

この項の記述は、以下の参考文献を読解して要点を抜き出したものだ。主に前項 Atmel USB DFU Bootloader との相違に着目する。

Atmel AVR4023: FLIP USB DFU Protocol (doc8457.pdf) / PDF

"Atmel USB DFU Bootloader"（以下 前規約） は、USB協会 : DFU規約 が Revision 1.0 の時期に策定されたもので、後の Revison 1.1 で厳密化された規約や、詳細な状態遷移を備えてはいない。そして Atmel は 前規約 を更改するのではなく、新たに "Atmel FLIP USB DFU"（以下 AVR4023）を策定した。この新しい（そして簡素化された）DFUローダーは、主に以下の系統の工場出荷時に、Flash 領域末尾の bootloader セグメントにプリインストールされて出荷されている。（どれも ISP形式の classicAVR 発展系である）

• Atmel AVR XMEGA 系統
• Atmel AVR UC3 系統

"FLIP" というのは、ホスト側応用アプリケーションでの実装規約名称である。装置側は相変わらず "DFUローダー" と呼ばれる。"FLIP version 1.x" は、旧来の "USB DFU" のみを、"FLIP version 2.x" は、本項の新しい "FLIP 対応 DFU" も包括して扱うことができると捉えて良い。

もはや Atmel 製品ではない AVR DU 系統への公式移植（および専用の Product ID 公式割当）はされていない。実のところ現状のまま移植しても、拡張されたメモリセグメント（単位部）をどう扱えば良いかの迷いが残るし、Product ID の割付もなく、対応するホストローダーもそれに同期できなければ意味がない。拙作の EDBGプロトコル準拠 "euboot" が新造されたのも、ホスト側でのあらたな追加対応が不必要だからだ。

DFU Mode Descriptor Set

AVR4023 では、単一の 装置記述子、単一の 構成記述子、単一の インターフェース記述子 の 3つだけを有する。エンドポイント記述子は含まれない。"Run-Time" 動作用の記述子規約はない。

Atmel FLIP DFU Mode Device Descriptor

Ofs	Size	Field	Value	Description
0	1	bLength	0x12	記述子全体長
1	1	bDescriptorType	0x01	DEVICE descriptor type.
2	2	bcdUSB	0x0100	USB版番号（BCD）
4	1	bDeviceClass	0x00	This device does not use the base class code.
5	1	bDeviceSubClass	0x00	This device does not use the base subclass code.
6	1	bDeviceProtocol	0x00	This device does not use the base protocol.
7	1	bMaxPacketSize0	0x40	エンドポイントEP0 のパケット最大長（64 バイト固定）
8	2	idVendor	0x03EB	Vendor ID is "ATML" specific.
10	2	idProduct	0x2F**	The Product ID is unique to each product model.
12	2	bcdDevice	0x0000	Device release number in binary coded decimal.
14	1	iManufacturer	0x00	An index of unused String Descriptors.
15	1	iProduct	0x00	An index of unused String Descriptors.
16	1	iSerialNumber	0x00	An index of unused String Descriptors.
17	1	bNumConfigurations	0x01	構成定義数（必ず 1）

下線を引いた項が、旧規約とも、USB標準DFU とも異なる相違点となる。三つ組のクラス符号は全て 0（インターフェース記述子で規定）を示しており、これで各規約違いを（idProduct が同一でも）見分けることができる。また エンドポイントEP0 のサイズは 32 から 64（USB 2.0 Full-Speed の規定値）に倍増され、メモリ転送通信速度が改善した。（逆にページアクセスができない仕様の EEPROM 書込速度は劣化する）

Atmel FLIP DFU Mode Configuration Descriptor

"DFU 1.0/1.1" と相違なし。bNumInterfaces は必ず 1 を指定する。

Atmel FLIP DFU Mode Interface Descriptor

Ofs	Size	Field	Value	Description
0	1	bLength	0x09	記述子全体長
1	1	bDescriptorType	0x04	INTERFACE descriptor type.
2	1	bInterfaceNumber	0x00	このIFを特定する指標番号（必ず 0x00）
3	1	bAlternateSetting	0x00	代替IF番号
4	1	bNumEndpoints	0x00	このIFで使用されるエンドポイント数（なし）
5	1	bInterfaceClass	0xFE	Application Specific Class Code.
6	1	bInterfaceSubClass	0x00	Application Specific Sub Class Code.
7	1	bInterfaceProtocol	0x00	This device does not use the base protocol.
8	1	iInterface	0x00	An index of unused String Descriptors.

下線を引いた項が、前規約と異なる。補助クラス符号は 0（応用定義）に変更された。その他の変更はない。

Atmel FLIP DFU Mode Functional Descriptor (Not specified)

前規約同様、使用されない。従って "Run-Time Mode" と、wDetachTimeOut、wTransferSize、bcdDFUVersion に関係する機能は使用できない。

応用アプリケーションがこれを独自に実装することは、自由。

FLIP Specific setup requests

これは未使用だった 特有構成設定(SETUP)要求 が規約文書から削除され、4種類に整理（当項目名も変更）された。さらに不明瞭だった インターフェース番号を指定する wIndex も、明確に 0 指定と改められた。

特有構成設定(SETUP)要求 一覧

Class-Specific Request	bmRequestType	bRequest	wValue	wIndex	wLength	Data
DFU_DNLOAD	0 01 00001	0x01	wBlock	0	*	FLIP from host
DFU_UPLOAD	1 01 00001	0x02	wBlock	0	*	Image from device
DFU_GETSTATUS	1 01 00001	0x03	0	0	6	Status from device
DFU_CLRSTATUS	1 01 00001	0x05	0	0	0	(Empty)

wBlock についての言及はないが、暗に 0 で始まるインクリメント値を求めているように思われる。（DFU規約由来）

FLIP Device status and state

これらは、きっぱりと再定義された。

DFU_GETSTATUS で応答すべき 6バイトの内容

Ofs	Size	Status Field	Value	Description
0	1	bStatus	数値	最近の要求の実行からの結果状況
1	3	bwPollTimeout	0	未使用、常に 0
4	1	bState	数値	この応答の送信直後に装置が移行する状態
5	1	iString	0	未使用、常に 0

6バイトのフィーマットに変化はないが、bwPollTimeout は明確に未使用となった。

状況と状態値

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_STALL	0x0F	0x0A	未知の特有構成設定(SETUP)要求
STATUS_MEM_UNKNOW	0x03	0x0A	読み/書きメモリアクセス利用不可
STATUS_MEM_PROTECTED	0x03	0x00	メモリアクセス保護状態
STATUS_OUTOFRANGE	0x08	0x0A	範囲外アドレスまたは未知のメモリ単位部選択
STATUS_BLANK_FAIL	0x05	0x00	空検査不成功
STATUS_ERASE_ONGOING	0x09	0x04	消去進行中

bStatus と bState を合わせてひとつの 状態参照基準 が示されるように規約文書が整理された。これにより（本家 DFU規約よりも）DFUローダーの ステートマシン遷移が画一的かつ明確になった。

• 装置が "DFU_GETSTATUS" 要求への応答で、ホストへ異常表示状態を検出して報告する毎に、"dfuERROR" 状態へ遷移する。どの異常状態報告後も、装置は "DFU_CLRSTATUS" 要求を受け取るまで、"dfuERROR" 状態を去ることはできない。"DFU_CLRSTATUS" の受領で、装置は状態を "IDLE" 動作形態に設定する。
• bState=0x0A は "dfuERRR" 状況を示し、"IDLE" に戻るには、明確な "DFU_CLRSTATUS" 要求の発行が必要になる。
• bState=0x04 は "dfuDNBUSY" 状況を示し、まだ "IDLE" に戻っていないことを示す。
• bState=0x00 は "IDLE" 状況を示し、すべての FLIP コマンドが受容可能なことを示す。

FLIP Command request

以下の4つの命令要求形式は、"DFU_DNLOAD" と "DFU_UPLOAD" の構成設定(SETUP)要求を使用する。

• 単一の FLIP命令
• 空命令 (有効にされた応用開始命令にだけ使用)
• ダウンロードのためのデータ本体を持つ FLIP命令
• アップロードのためのデータ本体を持つ FLIP命令

Single FLIP command.

• SETUP - DFU_DNLOAD wLength == 6
• OUT - FLIP Comand (6 byte)
• IN - ZLP

Empty command.

• SETUP - DFU_CLRSTATUS or DFU_DNLOAD wLength == 0
• IN - ZLP

この空命令は、AVRISP 規約でいう "GET_SYNC" のように DFUローダーの WDT Reset を延長／回避する用途を許す。（AVRDUDE の Terminal mode keepalive 等）

FLIP command with data to download.

• SETUP - DFU_DNLOAD wLength == 64 + out total bytes
• OUT - FLIP Command + Padding (6 + 58 Byte) <- start out
• OUT - FLIP sends data payload (64 byte slice)
  • ...
• OUT - FLIP sends data payload (short packet or ZLP)
  • (end out total bytes)
• IN - ZLP

"DFU Suffix" 送信は廃止された。それ以外は 前規約 と同一の パケット編成ルールである。

FLIP command with data to upload.

• SETUP - DFU_DNLOAD wLength == 6
• OUT - FLIP Command (6 byte)
• IN - ZLP
• SETUP - DFU_UPLOAD wLength == in tolal bytes
• IN - FLIP receives data payload (64 byte slice) <- start in
  • ...
• IN - FLIP receives data payload (short packet or ZLP)
  • (end in total bytes)
• OUT - ZLP

前規約 と同一の パケット編成ルールである。

FLIP protocol

Overview

FLIP command structure.

"DFU_DNLOAD" で要求／指令される FLIPコマンドは、常に wLength が示す最初の 6バイトからなる。

Ofs	Field	Size
0	Group identifier	1
1	Command identifier	1
2	Arguments	4

FLIP group command.

第1バイトはコマンドグループを選択する。実際のコマンド種別は第2バイトで示される。

Value	Group	Description
0x01	CMD_GROUP_DOWNLOAD	メモリ書込のため
0x03	CMD_GROUP_UPLOAD	メモリ読込または空検査のため
0x04	CMD_GROUP_EXEC	チップ消去または使用者応用開始のため
0x06	CMD_GROUP_SELECT	メモリ領域選択のため

Select group

この選択は「単一の FLIP命令」からなる。

Select memory unit command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x06	選択群
Command identifier	0x03	メモリ選択命令
Argument 1	0x00	メモリ単位部選択
Argument 2	Memory Unit	メモリ単位部識別子
Argument 3	0x00	（未使用）
Argument 4	0x00	（未使用）
Data payload	None	なし（wLength=6）

Memory unit available.

メモリ単位部識別子。

Value	Memory Segment
0x00	FLASH
0x01	EEPROM
0x02	SECURITY (LOCKBITS)
0x03	CONFIGURATION (FUSES)
0x04	BOOTLOADER
0x05	SIGNATURE
0x06	USER (USERROW)
0x07	INT_RAM (SRAM)
0x08	EXT_MEM_CS0
0x09	EXT_MEM_CS1
0x0A	EXT_MEM_CS2
0x0B	EXT_MEM_CS3
0x0C	EXT_MEM_CS4
0x0D	EXT_MEM_CS5
0x0E	EXT_MEM_CS6
0x0F	EXT_MEM_CS7
0x10	EXT_MEM_DF

• FLASH 単位部は、読込はバイト単位で行われるが、AVR の場合の書込はワード単位でなければならない。番地指定もふつう偶数で行われる。これが奇数であるなら装置側で補正して、端数の不足分には 0xFF のダミーバイトを補完すべきかもしれない。
• 0x08-0x0F は将来用の予約子で、具体的な規約は明記されていない。表にない既知のメモリ単位部には、EXT_RAM、LOCKBITS、FUSES、OSCAL、SIB、SERIALNUMBER、REVID、BOOTROW 等がある。
• 品種により全てのメモリ単位部が存在するわけではない。（"STATUS_OUTOFRANGE"）
• この指令を受け取った時点で、従前の メモリページ範囲 は 暗にリセットされるべきだ。

Select memory unit status.

この選択は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。"STATUS_OK" であれば、次の メモリページ選択が実行可能と判定される。装置は選ばれた メモリ単位部 を記憶していなければならない。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_OUTOFRANGE	0x08	0x0A	未知のメモリ単位部選択

Selecting memory page

この選択は「単一の FLIP命令」からなる。

Select memory page command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x06	選択群
Command identifier	0x03	メモリ選択命令
Argument 1	0x01	メモリページ選択
Argument 2	Page MSB	メモリページ番号上位
Argument 3	Page LSB	メモリページ番号下位
Argument 4	0x00	（予約）
Data payload	None	なし（wLength=6）

• ここではメモリアドレスを直接指定しておらず、メモリページ番号を 最大 16ビットで表現していることに注意。これにメモリ単位部固有のページサイズを乗算（左シフト）することで、最大 24ビットの実メモリ基準アドレスが算出される。AVR ではこの 2バイトは ISP形式の NVM 制御器設定レジスタに、直接設定可能な指示値である。（MSB 先行なのも ISP形式の規約が SPI標準に倣っているからである）
• メモリページ指定は FLASH 単位部では必須だが、他の単位部では必ずしもそうではない。指定されたメモリ単位部が 1個のページ構造に完全に収まっている場合、ページ指定は既定で 0 となるので、暗に省略されうる。

Select memory page status.

この選択は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。"STATUS_OK" であれば、次の アップロードまたはダウンロード命令が実行可能と判定される。装置は選ばれた メモリページ を記憶していなければならない。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_OUTOFRANGE	0x08	0x0A	範囲外アドレス

Download group

この群は「ダウンロードのためのデータ本体を持つ FLIP命令」をひとつ含む。ふつうこれは 単一のページサイズ 量目に分割され（さらにEP0パケットサイズである 64バイト長に細分化され）ページ数の数だけ連続して発行される。

Program start

先んじて、ホストは必要に応じて メモリ単位部 と メモリページ選択 を装置に指令する。 次いで、ホストは "DFU_DNLOAD" でメモリ書込命令と、書込イメージ本体（ペイロード）を送信する。

Program start command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x01	選択群
Command identifier	0x00	書き込み開始命令
Argument 1	Page MSB	ページ内開始メモリ番地上位
Argument 2	Page LSB	ページ内開始メモリ番地下位
Argument 3	Page MSB	ページ内終了メモリ番地上位
Argument 4	Page LSB	ページ内終了メモリ番地下位
		（wlength==64 位置まで空送り）
Data payload	書込イメージ	（書込開始番地まで空送り）
		データペイロード本体
		（wlengthが示す位置まで）

FLIPコマンドは 6バイトだが、EP0パケットサイズの終了位置（wlengthの 64位置）まで 58バイトの無効データ（一般に 0）が挿入される。この位置が前述の メモリページ選択 開始点になる。 次いで ページ内開始メモリ番地が この位置と一致していないなら、ホストはその位置まで 0バイト以上の無効データ（一般に 0xFF）をプレフィクスとして挿入して合わせ、そのあとから真の書込イメージを充填する。 ページ内終了メモリ番地 は通常、次のページ境界を股がない。もし跨いでもページ境界番地を示して打ち切られ、残りは次の新たなダウンロード群に引き継がれる。これは長さゼロになることもありえ、その場合は ZLP が発行される。 なお、前規約で規定されていた "DFU Suffix" 追加は行われない。

• ページサイズが 1バイトのメモリ単位部の場合、その充填バイト数と、発行されるダウンロード群は 同数になる場合がある。非効率的だが、これは ISP 書込仕様に由来する制約である。
• より優れた ISP 書込仕様（非ポーリング型）を持つ比較的新しい MCUを持つ装置の場合は、ホストは複数ページを一括送信できる。装置側はこれを実際の ページ単位に細分化して MCUに順次書き込む。
• いずれの場合でも、ホストは イメージ本体量が 2 KiB を超えない範囲で、ダウンロード群を細分化するだろう。FLIP では "Functional Descriptor" 対応がなく wTransferSize 指定もないので、この大きさは決め打ちの実装依存になる。
• ペイロード全体を受け取る前に、装置がこれを中断したい場合は USB規約の STALLED（着信拒否）を宣言する。（そして "STATUS_STALL" 状況となる）
• 処理を間に合わせるためにパケット着信を保留したい場合は単に ACK を通知しない。AutoACK を設定しない限り、それが一般的な USB周辺機能の”半二重”既定動作である。
• 実行完了後は、内部保持している ページ番号選択値を 暗にインクリメントすべきだ。

Program start status.

この群は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。"STATUS_OK" であれば、次の ダウンロード群 あるいは 新たな他の命令群が実行可能と判定される。装置は選ばれた メモリ単位部 と メモリページ 情報をまだ（新たに再設定されるまで）破棄してはならない。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_MEM_UNKNOW	0x03	0x0A	書込メモリアクセス利用不可
STATUS_MEM_PROTECTED	0x03	0x00	メモリアクセス保護状態
STATUS_OUTOFRANGE	0x08	0x0A	範囲外アドレス

• "STATUS_MEM_UNKNOW" は、ISP 方式 NVM 制御器の 書込許可鍵が不受理だったことを示す。
• "STATUS_MEM_PROTECTED" は、LOCKビットによる 書込保護違反が生じたことを示す。
• 装置の DFUローダーは、ほとんどの場合自分自身の範囲外メモリ番地情報を保持しているとは限らないため、"STATUS_OUTOFRANGE" が判明するのは稀である。明快に検査できるのは、FUSEビットによって示される応用アプリケーション領域と、BOOTLOADER 領域の境界程度である。

Upload group

この群は、装置の内容を読むだけでなく、選択されたメモリの空状態検査もできる。

Read memory

先んじて、ホストは必要に応じて メモリ単位部 と メモリページ選択 を装置に指令する。 次いで、ホストは "DFU_DNLOAD" でメモリ読込を命令し、続く "DFU_UPLOAD" で wLength 指定量の読出イメージを要求する。

Read memory command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x03	選択群
Command identifier	0x00	読込開始命令
Argument 1	Page MSB	ページ内開始メモリ番地上位
Argument 2	Page LSB	ページ内開始メモリ番地下位
Argument 3	Page MSB	ページ内終了メモリ番地上位
Argument 4	Page LSB	ページ内終了メモリ番地下位
Data payload	読出イメージ内容	DFU_UPLOAD wLength指定量

• ホストは イメージ本体量が 2 KiB を超えない範囲で、ダウンロード群を細分化するだろう。装置はその処理結果を EP0パケットサイズに細分化して返送するが、マルチパケット送信対応の USB周辺機能を持つ装置では、これが自動で処理されるため手間がない。
• 実行完了後は、内部保持している ページ番号選択値を 暗にインクリメントすべきだ。

Read memory status.

この群は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。"STATUS_OK" であれば、次の新たな他の命令群が実行可能と判定される。装置は選ばれた メモリ単位部 と メモリページ 情報をまだ（新たに再設定されるまで）破棄してはならない。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_MEM_UNKNOW	0x03	0x0A	読出メモリアクセス利用不可
STATUS_MEM_PROTECTED	0x03	0x00	メモリアクセス保護状態
STATUS_OUTOFRANGE	0x08	0x0A	範囲外アドレス

• この群は "DFU_DNLOAD" 指令段階と "DFU_UPLOAD" 要求段階 の 2手順操作なので、それぞれが異なる状況結果を生じうる。つまり両者間にも "DFU_GETSTATUS" 要求が挟まれうる。
• "STATUS_MEM_UNKNOW" または "STATUS_MEM_OUTOFRANGE" が起きた場合は、"DFU_DNLOAD" 要求の ZLP は中断（中止）されなければならない。
• "STATUS_MEM_PROTECTED" が起きた場合は、次の "DFU_UPLOAD" 要求は 中断（中止）されなければならない。

Blank check memory

メモリ空検査命令は、指定範囲のメモリ内容が 0xFF で満たされているかを確認する。

Blank check memory command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x03	選択群
Command identifier	0x01	空検査命令
Argument 1	Page MSB	ページ内開始メモリ番地上位
Argument 2	Page LSB	ページ内開始メモリ番地下位
Argument 3	Page MSB	ページ内終了メモリ番地上位
Argument 4	Page LSB	ページ内終了メモリ番地下位
Data payload	None	なし（wLength=6）

• 実行完了後は、内部保持している ページ番号選択値を 暗にインクリメントすべきだ。

Blank check status.

この群は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。"STATUS_OK" であれば、次の新たな他の命令群が実行可能と判定される。装置は選ばれた メモリ単位部 と メモリページ 情報をまだ（新たに再設定されるまで）破棄してはならない。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_MEM_UNKNOW	0x03	0x0A	読込メモリアクセス利用不可
STATUS_MEM_PROTECTED	0x03	0x00	メモリアクセス保護状態
STATUS_BLANK_FAIL	0x05	0x00	空検査不成功

• "STATUS_MEM_UNKNOW" または "STATUS_MEM_OUTOFRANGE" が起きた場合は、"DFU_DNLOAD" 要求は中断（所定外の ZLPを送って中止）されなければならない。

Excec group

この群は FLASH 単位部全体の消去、または応用アプリケーションの開始を実行できる。

Chip erase

チップ消去命令は FLASH 単位部全体を消去する。一般にこれは FLASH単位部 ダウンロード群 発行に先立って、必ず実施されるだろう。

Chip erase command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x04	選択群
Command identifier	0x01	消去命令
Argument 1	0xFF	消去値
Argument 2	0x00	（予約）
Argument 3	0x00	（予約）
Argument 4	0x00	（予約）
Data payload	None	なし（wLength=6）

• 消去値には明示的に 0xFF が示されているが、実際それ以外の期待値で初期化することは考慮しなくても良い。（メモリ空検査命令は指定値なしで暗に 0xFF 充填を期待している）
• USB周辺機能が セルフホスト型の装置では、MCU 自身のハードウェアチップ一括消去命令を実行できない（つまり BOOTLOADER、SECURITY/LOCKBITS、CONFIGURATION/FUSES の各単位部は書込保護されている）ので、ページ消去命令の羅列で チップ消去を模倣することになる。当然これには時間がかかる。
• FLASH単位部消去で EEPROM単位部を連動して消去するか否かは、AVR の場合は LOCKBITS の設定に拠るのが正当と思われる。いずれの規定でも EEPROM消去連動についての言及はないが、暗にホストがハードウェアチップ一括消去互換を期待しているならば EEPROM単位部も連動して消去されるのが筋であろう。

Chip erase status.

この群は、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態
STATUS_ERASE_ONGOING	0x09	0x04	消去進行中

• 消去命令を受け入れた時点で "STATUS_ERASE_ONGOING" 状況となり、その成否と無関係に、実行が完了したら "STATUS_OK" 状況に変化する。真にメモリ単位部を消去できたか否かは メモリ空検査命令 でその務めを果たす。

Starting the application

この群は ひとつの "DFU_DNLOAD" で設定を命令し、続くひとつの「空命令」"DFU_DNLOAD" でその実行を開始する 2手順操作になっている。

Start application command.

Field	Value	Description
Group identifier	0x04	選択群
Command identifier	0x03	応用開始命令
Argument 1	0x00	ハードウェアリセット指示
Argument 2	0x00	（予約）
Argument 3	0x00	（予約）
Argument 4	0x00	（予約）
Data payload	None	なし（wLength=6）

Start application status.

この群は、1手順目の "DFU_DNLOAD" 指令の後で、以下の状況と状態値を "DFU_GETSTATUS" 要求で返しうる。

State reference criteria	bStatus	bState	Description
STATUS_OK	0x00	0x00	命令成功、装置は IDLE 動作形態

2手順目の「空命令」はハードウェアリセット（AVR 実装での実態は WDT Reset）を施行するため、もはや DFUローダー実装が ホストに応答することはない。

ふつう DFUローダーは常に WDT Timeout Reset 監視を実行しており、SETUP 着信でタイマー時間をクリアしている。なのでこの 2手順目は USBバスを Detach つまり SETUP 着信を拒否するようにして、意識的に タイムアウトリセットを発生させるだろう。

Manifestation Phase (Not specified)

AVR4023 では 規定されていない。

Bootloader Security (Not specified)

前規約にあったこの項は AVR4023 では削除されたが、論じていたことは正論である。むしろ近年では、以下の勘案は十分考察するに値する。

• Firmware イメージの不正盗聴／介入を阻止するための、AES規約等での 転送ペイロード暗号化。（時に ISO要件遵守）
• 同じく不正読み出しを避けるための、ハードウェア的な制限要素。（物理リセットの強要、動作制限 DIPスイッチ、ジャンパーピン等）
• 同じく不正読み出しを避けるための、ソフトウェア層での保護機能／制限の追加。
  • AVR の場合、LOCKBITS に拠るハードウェア的 メモリ単位部 アクセス制限は ISP操作に対するものなので、DFUローダー経由でのメモリ読込までは制約を受けない。これは Firmware イメージの不正流出を許す。故に DFUローダー層での別のアクセス制限を勘案しなければならない。

まとめ

なんで愛称が "FLIP" なのか謎ではあったが、実際の動作を USBスニッファー等で追っていると、コマンド群がまさしくフリップを捲るごとくパタパタと変化していくのを見て、まあなるほどな、と腑に落ちた。

関連リンク

• dfu-programmer / Github
  • arguments.c - Atmel 対応製品の DFU対応 Product ID リストを記載している。以下の原書で言及がない製品も多く含まれる。

Microchip

• Atmel : USB DFU Bootloader Datasheet (doc7618.pdf) / PDF
• Atmel AVR4023: FLIP USB DFU Protocol (doc8457.pdf) / PDF

USB協会

• Device Firmware Upgrade 1.1 (new version 31-Aug-2004)