Плата посудомийки Bosch SWS4118: копія прошивки STM32 через ST-Link (частина 2)

чернетка — обговорюємо й дописуємо

⚠ Плата працює просто від мережі 230 В без розв'язки. Поки до неї під'єднано програматор, у мережу вона не вмикається: живимо лише 3,3 В — від ST-Link або окремого блока. Інакше мережева напруга потрапить на USB комп'ютера.

Мікроконтролер STM32 — лише читання

Мета кроку — дізнатися, що це за кристал, чи захищена прошивка від читання і, якщо ні, зберегти її копію. Нічого не записуємо й не стираємо. Програматор CH341B тут не допоможе: STM32 читають через SWD, а CH341 цього інтерфейсу не має. Ми читаємо програматором ST-Link V2 (дешевий клон); як те саме зробити з Raspberry Pi 3B+, розписано в згорнутому блоці нижче.

Де шукати виводи

• Номери виводів — стандартна 100-вивідна розкладка ST (як у STM32F303VC). Для мікросхеми з маркуванням STM32F301 VCT6 її ще не звірено з даташитом, тому спершу перевіряємо орієнтацію мультиметром: виводи 99 і 74 мають дзвонитися на GND (наприклад, на вивід 4 EEPROM), а 100 і 75 — на шину 3,3 В (вивід 8 EEPROM). Збіглося — номери правильні.
• До виводів не паяємо: крок 0,5 мм, легко замкнути сусідні.

Що виведено на пади X20 (D на фото мікроконтролера; рахуємо зліва направо, як на фото знизу плати) — результат нашої прозвонки:

Тобто X20 — це роз'єм налагодження: SWD і скидання вже на ньому, і до падів X20 зручно під'єднатися щупами чи припаяти дроти.

• Резистор 220 Ом у лінії скидання не заважає: ST-Link тягне NRST до землі, а 220 Ом лише обмежують струм — найімовірніше, на випадок, якщо пад випадково замкнуть на живлення.
• Пад 4 (PB4) для читання не потрібен. Прошивка налаштовує його як вхід без внутрішньої підтяжки, і на живій платі на ньому 1 — схоже, зовнішня підтяжка. Можливо, це вхід сервісного режиму на заводі; що саме він робить, у прошивці ще не з'ясовано. Не замикайте його на землю на робочій платі, поки не знаємо, що це.

Звірка з відкритим описом. Проєкт hn/bsh-home-appliances описує силові модулі посудомийок Bosch з тим самим STM32F301VCT6 і дає такий порядок на X20: SWCLK, SWDIO, BOOT0, RESET, GND, 3,3 В. Перші два й останні два пади збігаються з нашою прозвонкою. Пади 3 і 4 на нашій платі інші: 3 — NRST (вивід 14), 4 — PB4 (вивід 90), BOOT0 на X20 не виведено. Тож або у плат hn інша ревізія, або в тому описі переплутано порядок — покладайтеся на прозвонку своєї плати.

Підключення ST-Link V2

• Живлення. У дешевих клонах ST-Link контакт 3,3 В — вихід: він живить плату, тож окремий блок не потрібен, і його не під'єднують: два джерела на одній шині заважають одне одному. В оригінальному ST-Link цей контакт лише міряє напругу — тоді плату живить окремий блок 3,3 В, а пад 6 з'єднано з контактом 3,3 В ST-Link для виміру. Після підключення виміряйте напругу на паді 6: має бути ≈ 3,3 В. Якщо з клоном вона нижча за ≈ 3 В — стабілізатор ST-Link не тягне плату: від'єднайте його контакт 3,3 В і живіть плату від окремого блока (GND спільний).
• Плата весь час без мережі. Вона не має гальванічної розв'язки з мережею: увімкнути її в розетку з під'єднаним ST-Link — це мережева напруга на USB комп'ютера.
• Дроти короткі (до 15–20 см).
• Програма: STM32CubeProgrammer від ST (Windows, Linux, macOS) або OpenOCD. Драйвер ST-Link на Windows ставиться разом із STM32CubeProgrammer.

sudo apt install openocd telnet
sudo openocd -f interface/raspberrypi2-native.cfg -c "transport select swd" -f target/stm32f3x.cfg -c "adapter speed 100"

Програми й драйвери

На Windows консольна програма після встановлення лежить тут:

C:\Program Files\STMicroelectronics\STM32Cube\STM32CubeProgrammer\bin\STM32_Programmer_CLI.exe

Далі в командах пишемо просто STM32_Programmer_CLI: або додайте теку bin у PATH, або запускайте з неї.

Порядок дій коротко:

1. Плата — без мережі. ST-Link під'єднати до X20 за схемою вище, потім — у USB.
2. Перевірити, що комп'ютер бачить ST-Link: STM32_Programmer_CLI -l st. Програма покаже ST-Link, версію його прошивки й серійний номер (якщо публікуєте вивід, номер краще прибрати).
3. Перевірити захист: STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -ob displ. Рядок RDP зі значенням 0xAA (Level 0, no protection) означає: захисту немає, прошивку можна прочитати. Що означають інші значення — у наступному розділі.
4. Прочитати прошивку двічі й порівняти копії — розділ Якщо захисту немає — копія.

Чи можна зберегти прошивку

STM32 має захист від читання — рівень RDP (0, 1 або 2). Від нього залежить, чи прочитається прошивка.

STM32CubeProgrammer (найпростіше). Вибрати ST-LINK, режим підключення «Normal» (або «Hot plug» — підключитися без скидання мікроконтролера), натиснути Connect. Програма покаже назву кристала й розмір флеш-пам'яті, а на вкладці OB (Option bytes) — RDP: AA — рівень 0, CC — рівень 2, BB чи будь-яке інше — рівень 1. На вкладці OB нічого не змінювати й не натискати Apply. Якщо програма запропонує оновити прошивку самого ST-Link — відмовтеся: клони після такого оновлення іноді перестають працювати.

OpenOCD (Windows, Linux):

openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f3x.cfg -c "adapter speed 100"

Коли OpenOCD знайде мікроконтролер, у другому вікні:

telnet localhost 4444

і там по черзі (кожна команда лише читає):

mdw 0xE0042000
mdh 0x1FFFF7CC
mdw 0x4002201C
mdb 0x1FFFF800 16

Якщо захисту немає — копія

У STM32CubeProgrammer: вкладка «Memory & File editing» (значок олівця), адреса 0x08000000, розмір 0x40000 (256 КБ; якщо після Connect програма показала інший розмір флеш-пам'яті — підставте його), Read, потім Save As… у файл. Зробіть так двічі й порівняйте файли.

У консолі STM32CubeProgrammer (так читали ми; кожна команда лише читає):

STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -ob displ
STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -u 0x08000000 0x40000 flash_1.bin
STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -u 0x08000000 0x40000 flash_2.bin
STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -u 0x1FFFF800 0x10 optbytes.bin

• mode=HOTPLUG — під'єднатися, не скидаючи мікроконтролер: програма в ньому працює далі.
• freq=100 — 100 кГц: повільно (одна копія 256 КБ читається ≈ 33 с), зате надійно навіть із дротами-щупами.
• -u (upload) — це читання з мікроконтролера у файл, хоч назва й плутає. Записують у мікроконтролер ключі -d і -w, стирає -e — їх тут не вживаємо.
• Порівняти копії: на Windows fc /b flash_1.bin flash_2.bin (відповідь «FC: no differences encountered» — однакові), у Linux cmp flash_1.bin flash_2.bin (нічого не вивела — однакові). Або порівняти контрольні суми: certutil -hashfile flash_1.bin SHA256 на Windows, sha256sum flash_*.bin у Linux.

В OpenOCD — у тому самому вікні telnet:

halt
dump_image flash_1.bin 0x08000000 0x40000
dump_image flash_2.bin 0x08000000 0x40000
dump_image optbytes.bin 0x1FFFF800 16
resume

• 0x40000 — це 256 КБ. Якщо mdh 0x1FFFF7CC показав інший розмір, підставте його: розмір у КБ × 1024 у шістнадцятковому вигляді.
• halt лише зупиняє виконання програми, resume — продовжує; нічого не записується.
• Файли з'являються в теці, з якої запущено OpenOCD. Дві копії мають бути однакові (cmp flash_1.bin flash_2.bin) і не складатися з самих FF чи 00.

Що ще зберегти

Що можна робити, нічого не зіпсувавши

Правило кроку: усі команди тут лише читають. Якщо програма пропонує щось стерти, записати чи «розблокувати» — відповідь «ні».

Що ми прочитали

Читали клоном ST-Link V2, під'єднаним до падів X20: пад 1 — SWCLK, пад 2 — SWDIO, пад 5 — GND, пад 6 — 3,3 В. Плату живив сам ST-Link. Пади 3 (NRST) і 4 не під'єднували: скидання не знадобилось. Команди — ті, що в розділі копія, у консолі STM32CubeProgrammer v2.23.

Маркування не збігається з кристалом. На корпусі — STM32F301 VCT6, а кристал відповідає як STM32F302/F303 на 256 КБ (у лінійці F301 ідентифікатор 0x439 і щонайбільше 64 КБ). Схоже, мікросхему маркували на замовлення виробника плати. Для роботи з нею беремо документацію на STM32F302VC / F303VC. За блоками, які вмикає прошивка (таймер TIM8, шість компараторів, чотири підсилювачі), це, найімовірніше, саме STM32F303xC — див. третю частину. Розкладку виводів це теж підтверджує: SWD справді на виводах 72 і 76, як у F303VC.

Що зберегли, крім прошивки: option bytes (16 байт), ідентифікатор і розмір флеш-пам'яті, а також унікальний номер кристала (0x1FFFF7AC, 12 байт). Унікальний номер — лише в приватних нотатках: він однозначно визначає саме цей кристал. Прочитати його можна так:

STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG freq=100 -r32 0x1FFFF7AC 12

Саму прошивку в статтю не викладаємо: це програма виробника. Що в ній — у третій частині.

Що далі

1. Копія є, тож тепер можна спокійно розбирати прошивку — у третій частині: з чого вона складається, які блоки кристала працюють, як плата спілкується з панеллю і яка нам із цього користь.
2. Пади 3 і 4 роз'єму X20 прозвонено (NRST і PB4) — див. таблицю вище.
3. EEPROM і решта плати — у першій частині.

Безпека

• Не вмикати плату в мережу, поки під'єднано ST-Link чи Raspberry Pi. Плата не розв'язана з мережею: мережева напруга потрапить на USB комп'ютера.
• Конденсатор шини тримає ~325 В від кількох секунд до кількох хвилин після вимкнення. Перед тим як торкатися плати, яка була в мережі, — виміряти напругу на ньому.
• Лише читання. Якщо програма пропонує щось стерти, записати чи «розблокувати» — відповідь «ні».

Журнал змін статті

• 2026-11-10 — перша чернетка: виділено з першої частини (крок 2 — STM32); додано програми й драйвери, порядок дій, команди консолі, результати читання нашої плати, звірку X20 з відкритим описом.
• 2026-11-10 — пади 3 і 4 X20 прозвонено: 3 — NRST через 220 Ом, 4 — вивід 90 (PB4); фото прозвонки; схеми ST-Link і Raspberry Pi оновлено.