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title: "FOTA por 4G: qué hace falta y en qué tarjetas se puede"
date: 2026-10-22
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# FOTA por 4G — actualizar el firmware por el módem, tarjeta por tarjeta
**22-oct-2026 · Claude, a pedido de Leo · v1.0.** Pregunta: ¿qué hace falta para mandar actualizaciones de
firmware por el módem 4G, y se puede en todas las versiones de la tarjeta?
Fuentes revisadas: `board_v4.h`, `board_v5.h`, `board_v56.h` y `hbox_v5_bringup.ino` (firmware 0.6.3),
[mapa de pines de la v6](v6-pinmap.md), el diagnóstico del 4G NTRIP Master del 8-oct (protocolo de su
herramienta de carga), los binarios publicados (0.6.2 = 96 180 bytes) y el manual AT de la serie A76XX de SIMCom.
## 0. Veredicto
| Tarjeta | Unidades | ¿FOTA por 4G? | Por qué | Qué falta |
|---|---|---|---|---|
| V3 (Blackpill en zócalo) | 3 en campo | **No** | El MCU no recibe nada del módem: la salida del 4G NTRIP Master (DOUT) va solo al RX2 del F9P. El Blackpill (48 pines) ni siquiera tiene PC7. | Seguir por USB en visita, o reemplazar |
| V4 (Blackpill en zócalo) | 15 | **No** | Igual que la V3. | Igual |
| V5.5 | 15 | **No** | PC7 está sin conectar (`board_v5.h`: «PC6..PC9 NC»); la toma RTCM llegó con la V5.6 (ECO del 27-sep). Tampoco controla el módem (solo SW4G1 o 24 V lo reviven). | Igual |
| V5.6 / V5.7 | 108 + 322 (más el piloto de 5 + 5) | **Sí, sin tocar cobre** | **Bajada:** `PIN_RTCM_TAP` PC7 = USART6_RX ← R111 1 k ← DOUT_4G, a 115200. **Subida:** Modo B (PA9 → K1 NO → DIN_4G), por donde ya viaja `$PHLG`. Control del módem: MODEM_EN PC3, MODEM_RST PC1. Respaldo LTC4040 para escribir flash. | Firmware (bootloader + receptor) y servidor (caster con inyección + campañas) |
| v6 | 130 + reemplazos | **Sí, la más limpia** | El MCU es dueño del A7670SA (PC6 → R148 0 Ω → RXD; PC7 ← TXD; K1 DNP): descarga por HTTPS con los comandos AT del propio módem. | Va dentro de FW-3 (NTRIP por AT), que todavía no existe |
**Lo que decide el costo es la imagen que se graba en fábrica.** Una unidad que sale de Querétaro sin
bootloader y sin receptor solo se actualiza después con una visita y un cable USB, aunque su hardware pueda.
Por eso la propuesta **D-22-6** (§9): la imagen de fábrica de las 108 / 322 y de las 130 v6 lleva el bootloader
A/B y el receptor desde el primer día. Los pilotos (5 + 5 y los 20 de la v6) no lo necesitan: se regraban por
USB en el banco.
*Figura: caminos de bajada (azul) y subida (naranja) en cada versión, el servidor que hace falta y el mapa de flash común. Fuente editable: `img/2026-10-22_Drogheda_FOTA-4G-Caminos-por-Tarjeta_v1.0.html`.*
## 1. Qué hace falta para actualizar por aire (cualquier tarjeta)
1. **Camino de bajada hasta el MCU** — que los bytes que manda el servidor lleguen a un RX del STM32.
2. **Camino de subida** — que la unidad diga qué versión tiene, qué pedazos le faltan y si la imagen nueva
arrancó bien. Sin esto el servidor manda a ciegas.
3. **Lugar en flash + bootloader** — dos ranuras: corre una y se escribe la otra; el bootloader elige cuál
arranca y regresa a la anterior si la nueva falla.
4. **Imagen firmada** — la imagen pasa por el caster y por internet; sin firma, quien pueda meter bytes en el
flujo puede regrabar la flota completa.
5. **Energía y recuperación** — un corte a media escritura no debe dejar la unidad muerta (con dos ranuras no
pasa: se escribe la que no corre), y siempre queda el DFU por USB en J11, que vive en la memoria de sistema
del STM32 y no se puede borrar. **En el peor caso una unidad requiere visita; nunca queda inservible.**
El STM32F411 (RET6 en V5.x y v6, CEU6 en el Blackpill) tiene 512 KB de flash y el firmware 0.6.2 pesa 96 KB:
caben dos ranuras con margen aunque el 0.7.x crezca (Ethernet, SC16IS752, ciclo de respaldo).
## 2. Lo que tiene cada tarjeta
| | V3 / V4 | V5.5 | V5.6 / V5.7 | v6 |
|---|---|---|---|---|
| Módem | 4G NTRIP Master (Telit + app de ArduSimple) | igual | igual | A7670SA soldado |
| Bajada hacia el MCU | ✗ | ✗ (PC7 sin conectar) | ✓ PC7 toma RTCM, 115200 | ✓ PC7 USART6_RX |
| Subida desde el MCU | Modo B (PA9 → K1) | Modo B | Modo B | PC6 directo (R148) |
| Control del módem | ✗ | ✗ | MODEM_EN PC3 · MODEM_RST PC1 · MODEM_LED PC2 | MODEM_PWR_EN PC10 · RST PC11 · PWRKEY PC8 · STATUS PC9 |
| Si el MCU se muere | K1 NC: NMEA y RTCM siguen pasando | igual | igual | **Nada reporta** (K1 DNP, decisión B-13) |
| Flash | 512 KB | 512 KB | 512 KB | 512 KB |
## 3. V5.6 / V5.7: FOTA a través del caster
### 3.1 La idea
El 4G NTRIP Master es un cliente NTRIP: lo que el caster manda después del encabezado sale por DOUT a 115200
hacia el RX2 del F9P **y** hacia PC7 (por R111). Si el caster es nuestro, puede intercalar entre los mensajes
de corrección **marcos RTCM 3 propios** (un número de mensaje del rango propietario 4001–4095 que no use nuestra
base) con pedazos de la imagen:
- El F9P los descarta: es un tipo que no usa, y cada marco lleva su CRC-24Q. Se confirma en banco que el RTK no
se mueve (prueba F0-b).
- El MCU arma los marcos que ve en PC7, se queda con los suyos y escribe cada pedazo en la ranura que no corre.
- No cambia nada en el módem ni en sus parámetros: mismo caster, mismo mountpoint.
Formato de cada marco (propuesta): `D3 · longitud · tipo 4xxx (12 bits) + subtipo (4 bits) · campaña (2 B) ·
tarjeta (1 B) · destino (UID del MCU, o 0 = todas) · pedazo n / total · datos ≤ 900 B · CRC-24Q`. El primer marco
de cada campaña es el **manifiesto**: versión, tarjeta (V5.6 y V5.7 usan el mismo binario), ranura, tamaño,
SHA-256 y firma Ed25519.
### 3.2 Carrusel y números
- La línea DOUT da 11.5 KB/s (115200 8N1) y las correcciones ocupan una fracción. Con el carrusel limitado a
**1 KB/s**, 100 KB pasan en **≈ 2 min por vuelta**.
- Una unidad que se conecta a medio carrusel completa lo que le falta en la vuelta siguiente; los pedazos que se
pierden (el loop del MCU bloqueado unos segundos, una reconexión LTE) se recuperan igual. Para no depender del
loop, el receptor lee USART6 por DMA circular.
- Datos por unidad y campaña: ≈ 0.1–0.3 MB (la imagen de 1 a 3 veces). Si el caster inyecta solo en las
conexiones de las unidades objetivo, el resto de la flota no gasta nada. Para eso conviene **un usuario NTRIP
por unidad** (`AS+U`), que además dice quién está conectado.
### 3.3 Subida y confirmación
- `$PHLG` gana campos al final (regla de solo agregar): ranura activa, versión, campaña, pedazos
`tengo/total` y estado (`bajando · lista · prueba · confirmada · regresó`).
- La imagen nueva arranca **en prueba**. El servidor la confirma con un marco `CONFIRMAR` dirigido al UID cuando
ve la unidad sana N minutos: NMEA a 1 Hz, `$PHLG` con la versión nueva y RTK ≥ 4 si la unidad lo tenía antes.
Sin confirmación en 30 min, o con 3 reinicios seguidos, el bootloader regresa a la ranura anterior.
- En V5.x, si la imagen nueva se cuelga, el IWDG (16 s) reinicia y K1 cae a NC: **la unidad sigue reportando
posición** mientras tanto (invariante 2).
### 3.4 Escribir la flash sin perder posiciones
Borrar un sector de 128 KB detiene al núcleo ≈ 1–2 s (el F411 tiene un solo banco). El firmware ya suelta K1
antes de escribir flash (`relayDisengage("flash_write")`), así que la NMEA sigue directo por K1 NC y solo se pausa
`$PHLG`. La ranura B son dos sectores de 128 KB: se borran al empezar la campaña, no a media descarga. No se
escribe flash en batería baja (mismo umbral del gobernador de carga).
### 3.5 Lo que sale de regalo con el mismo camino
- **Parámetros del 4G NTRIP Master a distancia.** El MCU puede mandar `$$$AS+X=…` por el Modo B: la app los acepta
mientras corre y contesta `$GPTXT,… STORED AS` por DOUT → PC7 (prueba F0-c). Cambiar caster, mountpoint o APN
sin visita, **con regreso automático** a los valores anteriores si no llegan correcciones a PC7 en N minutos
(con MODEM_RST para aplicarlos). El archivo real de parámetros sigue sin ir al repo ni al sitio.
- **Configuración del F9P a distancia.** El MCU habla con el UART1 del F9P (PA2/PA3): `UBX-CFG-VALSET` en RAM,
BBR y flash. Cierra la clase de fallas «configuración solo en RAM» del 20-jun.
- **Comandos:** reiniciar el módem, ciclar la etapa, pedir un volcado de diagnóstico.
## 4. v6: FOTA por HTTPS con el A7670SA
- Sin 4G NTRIP Master, el MCU maneja el módem por AT: `AT+HTTPINIT` / `AT+HTTPPARA` / `AT+HTTPACTION`, y luego
`AT+HTTPREAD` por pedazos directo a la ranura B, o `AT+HTTPREADFILE` al sistema de archivos del módem y
`AT+CFTRANTX` / `AT+FSREAD` (manual A76XX, cap. 12, 13 y 16). TLS con `AT+CSSLCFG` y el certificado cargado
con `AT+CCERTDOWN`. El tamaño libre del sistema de archivos se revisa con `AT+FSMEM` en el banco.
- 100 KB por el UART a 115200 son ≈ 10 s más el protocolo AT; el enlace LTE no es el cuello de botella.
- Con FW-3 como está planeado (el MCU entrega el RTCM al F9P por USART2), el canal AT queda libre para HTTP
mientras corre NTRIP **si el socket NTRIP se lee en modo no transparente** (lectura manual del socket). Eso se
decide al escribir FW-3, no después.
- El firmware del propio A7670SA también se actualiza por aire (`AT+CFOTA`, paquetes delta de SIMCom). No es
urgente.
- **Sin K1, si el MCU de la v6 se muere nada reporta.** Por eso en la v6 el regreso a la imagen anterior lo
decide el bootloader solo (contador de arranques + IWDG), sin esperar al servidor, y lo primero que hace la
app nueva es levantar el enlace.
- El manifiesto firmado lleva la tarjeta: el bootloader rechaza un binario de V5.6 en una v6 y al revés. Eso
cubre el riesgo de D-08 (un build de V5.6 pone PC3 en alto contra el RTK_STAT del F9P) mejor que un strap.
## 5. Bootloader y mapa de flash (V5.6, V5.7 y v6)
| Sectores | Dirección | Tamaño | Uso |
|---|---|---|---|
| 0–1 | `0x0800 0000` | 32 KB | Bootloader (nunca se actualiza por aire) |
| 2 | `0x0800 8000` | 16 KB | Metadatos: ranura activa, estado de prueba, versión, hash (dos copias alternadas) |
| 3 | `0x0800 C000` | 16 KB | EEPROM emulada (hoy vive en el último sector; se mueve aquí) |
| 4–5 | `0x0801 0000` | 192 KB | Ranura A |
| 6–7 | `0x0804 0000` | 256 KB | Ranura B |
- **Dos builds por versión**, uno por ranura. STM32duino acepta un desplazamiento de flash (`build.flash_offset`
→ `LD_FLASH_OFFSET` y `VECT_TAB_OFFSET`); se confirma con un build de prueba en la Mac. El servidor manda el de
la ranura que no corre (la unidad la reporta en `$PHLG`). No se copia ni se intercambia nada: cambiar de imagen
es escribir un registro de metadatos, y regresar es inmediato.
- **Bootloader mínimo:** deja los pines en estado seguro (PB5 bajo = K1 NC, etapa apagada: invariante 1),
verifica SHA-256 + Ed25519 (Monocypher), cuenta los arranques en prueba en BKP12R–BKP13R (libres: el firmware
usa BKP16–19 y el núcleo BKP1, BKP4 y BKP10), refresca el IWDG mientras verifica y salta.
- La app nunca escribe por debajo de su ranura (guardia en el código). La protección por *option bytes* (WRP) de
los sectores 0–1 se evalúa después del piloto: complica el regrabado por DFU de los técnicos.
- BOR del STM32 en nivel 2 o 3 (*option bytes*) para no escribir flash con voltaje bajo; revisar el valor actual.
- **Imagen de fábrica:** un solo `.bin` (bootloader + ranura A + metadatos) que se graba por DFU en J11 igual que
hoy, con la tarjeta en el nombre (por ejemplo `hbox-v56-fabrica_0.7.x.bin`). Un `.bin` 0.6.x viejo grabado en
`0x0800 0000` borra el bootloader: **en V5.6, V5.7 y v6 solo se graban imágenes de fábrica**.
- **La llave privada de firma no va al repo ni al servidor** (invariante 6): la guarda Leo; el servidor solo
tiene imágenes ya firmadas.
## 6. V3 / V4 / V5.5: por qué no y qué hacer
El MCU de estas tarjetas no tiene ningún RX conectado a la salida del módem. Opciones, de más a menos recomendada:
1. **Seguir por USB en cada visita**, como hoy. Son 33 unidades.
2. **Reemplazarlas por V5.6 / V5.7** conforme lleguen, si van a seguir en servicio después del primer trimestre.
3. **Experimento (30 min de banco, prueba F0-d): canal lateral por el F9P.** Con `UBX-RXM-RTCM` activado en su
UART1, el F9P le reporta al MCU (PA3) el **tipo** de cada marco RTCM que recibe; hasta donde sé lo hace también
con tipos que no soporta (por confirmar). Un servidor que manda marcos mínimos de 64 tipos distintos deletrea
6 bits por marco: a ≈ 100 marcos/s son ≈ 75 B/s, o sea 100 KB en ≈ 25 min más reenvíos. Sirve para comandos y
quizá para FOTA lenta, pero igual pide **una visita** para grabar bootloader y receptor, y hay que probar que
el RTK no sufre. Solo vale la pena si V4 / V5.5 se quedan mucho tiempo en campo.
4. **Cable en la V5.5** (DOUT_4G → 1 k → PC7, pin 38 del LQFP64 a 0.5 mm): posible en banco, **no recomendado**
para equipo en puerto (vibración).
## 7. Lo que no se actualiza por aire en ninguna tarjeta
- El firmware del **ZED-F9P** (herramienta de u-blox por USB o UART, en sitio; en la v6, por el puente de J11).
- La app del **4G NTRIP Master** (`m2mapz.bin`, 643 KB): no cabe en el MCU y el módulo queda fuera de línea
mientras se carga (`AT#M2MWRITE` en su ventana de arranque). Sus **parámetros** sí se pueden cambiar (§3.5).
- El **bootloader**, por diseño.
## 8. Riesgos y mitigaciones
| Riesgo | Mitigación |
|---|---|
| Imagen mala a toda la flota | Campañas por etapas: 1 unidad de banco → 1 por sitio → 10 % → todas; confirmación del servidor; regreso automático |
| Imagen que arranca pero tumba el enlace | Confirmación de extremo a extremo (el servidor ve la versión nueva reportando); sin ella, regreso a los 30 min |
| Alguien inyecta una imagen | Firma Ed25519; la llave privada fuera del servidor |
| Binario de otra tarjeta | Tarjeta dentro del manifiesto firmado; el bootloader lo rechaza |
| Se cae el caster propio | Ya es punto único de las correcciones; el inyector va aparte del relevo, así que si el inyector falla las correcciones siguen |
| El carrusel estorba al RTK | Límite de 1 KB/s, marcos completos entre mensajes de la base; prueba F0-b |
| Corte de energía a media campaña | Se escribe la ranura que no corre; la descarga se reanuda por pedazos |
| El borrado de flash detiene el núcleo | K1 suelto durante el borrado (ya es regla del firmware); borrado al inicio de la campaña |
| Datos de la SIM | 0.1–0.3 MB por unidad y campaña, solo a las unidades objetivo |
| Un técnico graba un `.bin` viejo | En V5.6+ solo imágenes de fábrica, con la tarjeta en el nombre |
## 9. Esfuerzo, orden y decisión
| Pieza | Quién | Estimado |
|---|---|---|
| F0 — pruebas rápidas de banco (§10) | Jesús + Claude | ½ día |
| F1 — bootloader, mapa de flash, firma e imagen de fábrica | Claude | 4–5 días |
| F2 — receptor V5.6 / V5.7 (PC7, ranura B, `$PHLG`, confirmación y regreso) | Claude | 4–5 días |
| F3 — caster con inyección por unidad + campañas en htracker + vista en el monitor | Gibran + Claude | 5–7 días |
| F4 — matriz de banco (corte en cada fase, imagen corrupta, tarjeta equivocada, imagen que no arranca, imagen que tumba el enlace, en batería, RTK con carrusel) | Jesús + Claude | 3–4 días |
| F5 — v6: HTTPS dentro de FW-3 | Claude | 2–3 días sobre FW-3 |
Son ≈ 3 semanas de calendario con dos personas en paralelo. **No entra en el 0.7.0** (vence el 29-oct) para no
moverlo. Sí alcanza para las 108 / 322: tienen NO-GO hasta que el piloto pase el banco, esperan el pago, y su
imagen de fábrica se graba al ensamblar.
**D-22-6 (propuesta; decide Leo).** (1) La imagen de fábrica de las 108 V5.6, las 322 V5.7 y las 130 v6 lleva
bootloader A/B firmado y receptor FOTA, y no se graban sin que F4 pase en banco. (2) En V5.6/V5.7 el transporte
es el caster de Helgen con inyección; en la v6, HTTPS dentro de FW-3. (3) V3, V4 y V5.5 se quedan con
actualización por USB en visita; el experimento F0-d decide si vale la pena más.
**Preguntas abiertas para Leo:**
1. ¿Qué software corre hoy el caster de HelgenSRV? Si es nuestro, se le agrega el inyector; si es de terceros, se
pone un relevo propio enfrente (base → relevo → unidades).
2. ¿Un usuario NTRIP por unidad (para inyectar solo a quien toca y saber quién está conectado)?
3. ¿Quién guarda la llave de firma y dónde?
4. ¿Cuánto tiempo siguen en campo las V4 y V5.5?
## 10. Pruebas rápidas de banco (F0)
| | Prueba | Pasa si |
|---|---|---|
| a | Caster de prueba en HelgenSRV (otro mountpoint) que intercala un marco 4xxx propio cada segundo; unidad de banco apuntada a él | El marco sale íntegro por DOUT (USB-serie en el pin 2 del XBee de cualquier V4/V5.5 de banco, o PC7 en una V5.6 del piloto) |
| b | Carrusel a 1 KB/s durante 30 min con cielo abierto | Fix 4 sostenido; `UBX-RXM-RTCM` sin fallas de CRC en los mensajes de la base |
| c | `$$$AS+R?` mandado por el Modo B (MCU → K1 → DIN) | La respuesta de la app aparece en DOUT |
| d | Marcos de tipos que el F9P no soporta, con `UBX-RXM-RTCM` activado en UART1 | El F9P los reporta (decide el experimento de §6) |
## 11. Qué hace falta además del código
Casi todo es firmware y servidor: **no hay que comprar módulos ni tocar las tarjetas**. Lo que no es código:
| Qué | Para qué | Costo / estado |
|---|---|---|
| ST-Link V2/V3 con pinzas o pogo pins a TP3 (SWDIO), TP4 (SWCLK), TP5 (NRST) y GND | Depurar el bootloader (el salto a la ranura, la tabla de vectores) sin adivinar. V5.6, V5.7 y v6 tienen los pads, sin header | ≈ MX$200–600; revisar primero si ya hay uno (el README del firmware lo menciona) |
| Relé controlado desde la laptop (módulo de 1 canal + USB-serie, o un Blackpill) | Cortar los 24 V en momentos al azar durante la descarga, el borrado y el cambio de ranura (matriz FOTA 4) | ≈ MX$100 |
| Tarjetas de banco | Bootloader: cualquier V5.5 o V4 de banco (mismo STM32F411, misma flash). Receptor: una V5.6 del piloto (PC7), o una V5.5 de banco con un cable provisional a PC7 — solo en banco | el piloto ya va en camino |
| Compilador | El bootloader es un proyecto en C aparte, sin Arduino, para que quepa en 32 KB y no dependa del núcleo: arm-none-eabi-gcc, que ya viene dentro de STM32duino en la Mac | gratis |
| STM32CubeProgrammer / `dfu-util` | Grabar la imagen de fábrica y fijar el BOR en los *option bytes* | ya se usan |
| Llaves de firma | Dos pares Ed25519 (producción + recuperación), con las dos públicas dentro del bootloader; las privadas cifradas, fuera de línea y con respaldo. Si se pierden las dos, solo queda USB; si se filtra una, se rota con la otra | decide Leo |
| Herramienta de liberación | Script en Python (PyNaCl) en la Mac: compila las dos ranuras, firma y publica | parte de FOTA 1 |
| Caster de prueba | Un mountpoint de prueba en HelgenSRV para F0 y para desarrollar el receptor sin tocar a la flota | depende de la pregunta 1 de §9 |
| Proceso | Imagen de fábrica y procedimiento de regrabado actualizado (en V5.6+ solo imágenes de fábrica); el acta de ensamble anota versión y ranura; liberar = 2 builds + firma | parte de FOTA 1 y FOTA 4 |
| Manos en el banco | Claude escribe y compila; grabar y correr la matriz lo hace alguien en el banco (Jesús) | ≈ 3–4 días de banco en total |
Lo delicado del software, para planear: ligar la app en `0x0801 0000` con STM32duino; mover la EEPROM al sector 3
sin chocar con lo que usa el núcleo; el IWDG no se apaga una vez encendido (el bootloader lo refresca mientras
verifica); USART6 por DMA para no perder bytes cuando el loop se bloquea; y los 1–2 s de borrado por sector.