Add end-to-end USB flashing for the app firmware via UF2

Adds uf2conv.py (minimal, dependency-free .bin -> .uf2 converter
matching bootloader/inc/uf2format.h's block layout) and upload_uf2.py,
a PlatformIO upload hook for env:versapad_usb that finds the mounted
VERSABOOT volume and copies the converted firmware onto it.

env:versapad_usb previously used upload_protocol=sam-ba, the classic
Arduino/Atmel protocol -- the actual bootloader speaks UF2/mass
storage, not SAM-BA, so that upload path never worked. Switched to
upload_protocol=custom with the new hook, and cleaned the now-unused
SAM-BA-specific fields out of boards/versapad.json.

Verified end to end on real hardware: pio run -e versapad_usb
--target upload builds, converts, copies to the VERSABOOT drive, and
the bootloader jumps into the freshly written app on its own.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
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Julian Appel 2026-08-05 21:35:19 +02:00
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@ -6,11 +6,9 @@ lässt sich die App-Firmware ohne SWD über USB aktualisieren: Bootloader-Modus
aktivieren, Board erscheint als USB-Laufwerk `VERSABOOT`, `.uf2`-Datei drauf
kopieren.
Der Bootloader selbst (Flash, USB-Enumeration, Massenspeicher-Modus,
Rücksprung in die App) ist auf echter Hardware verifiziert, siehe
[Hardwaretest](#hardwaretest-2026-08-05). Der App-seitige `.uf2`-Schreibweg
(Firmware tatsächlich über das Laufwerk aktualisieren) ist noch nicht gebaut,
siehe [Bekannte Einschränkungen](#bekannte-einschränkungen).
Der komplette Weg — Bootloader-Einstieg, `.uf2`-Erzeugung, Kopieren aufs
Laufwerk, automatischer Rücksprung in die neu geschriebene App — ist auf
echter Hardware verifiziert, siehe [Hardwaretest](#hardwaretest-2026-08-05).
Diese Platine hat keinen dedizierten Reset-/Boot-Taster. Bootloader-Modus
aktivieren heißt hier: unterste rechte Cherry-MX-Taste (key_id 24) beim
@ -34,6 +32,12 @@ und das Node-/Makefile-basierte Build-System — stattdessen ein eigenständiges
PlatformIO-Environment, damit dasselbe Tooling wie für die App-Firmware
ausreicht.
Für die App-Seite (nicht diesen Bootloader-Build) gibt es unter
[`../uf2conv.py`](../uf2conv.py) eine eigene, minimale Python-3-Neuimplemen-
tierung des `.bin``.uf2`-Konverters (kein Upstream-Code, passendes
Blockformat zu `inc/uf2format.h`), eingebunden über
[`../upload_uf2.py`](../upload_uf2.py) als `env:versapad_usb`-Upload-Hook.
## Build
```bash
@ -73,6 +77,17 @@ Bedienung: USB-Kabel ziehen, unterste rechte Taste gedrückt halten, Kabel
wieder einstecken (Taste dabei weiter halten) → Board bootet direkt in
`VERSABOOT`. Ohne gehaltene Taste startet die App normal.
## App-Firmware per USB flashen (nach dem einmaligen Bootloader-Flash)
```bash
# Board zuerst in den Bootloader-Modus versetzen: USB ziehen, unterste
# rechte Taste halten, wieder einstecken (siehe oben)
pio run -e versapad_usb --target upload
```
Baut die App-Firmware (Repo-Root, nicht `bootloader/`), erzeugt `firmware.uf2`
und kopiert es aufs `VERSABOOT`-Laufwerk. Kein Atmel-ICE mehr nötig.
## Hardwaretest (2026-08-05)
Erster vollständiger Hardwaretest auf einem echten VersaPad-v2-Board über
@ -94,6 +109,14 @@ Atmel-ICE/SWD. Ergebnisse:
für genau dieses Bootloader-Pattern vorgeschrieben, hat im vendorten Code
gefehlt. Nach dem Fix bootet die App-Firmware zuverlässig, mit und ohne
angeschlossenen Debugger.
- **Kompletter USB-Flashweg getestet:** `pio run -e versapad_usb --target
upload` (App-Firmware, Repo-Root) baut `firmware.bin`, wandelt es über
[`../uf2conv.py`](../uf2conv.py) in `firmware.uf2` und kopiert es über
[`../upload_uf2.py`](../upload_uf2.py) automatisch aufs erkannte
`VERSABOOT`-Laufwerk. Der Bootloader erkennt den Schreibzugriff und
springt danach selbständig in die neue App — kein manuelles Auswerfen
oder Reset nötig. Voraussetzung: Board zuvor per gehaltener Taste (siehe
oben) in den Bootloader-Modus versetzt.
## Bekannte Einschränkungen
@ -109,11 +132,7 @@ Atmel-ICE/SWD. Ergebnisse:
(kein offiziell zugeteilter PID unter Adafruits VID); ein sauber eigener
VID (z. B. über pid.codes) wäre die langfristig korrekte Lösung, ist aber
nicht Teil dieses Branches.
- Die App-Firmware erzeugt noch keine `.uf2`-Datei, nur `.bin`/`.elf`
(SWD-Weg). Der geplante Weg über das `VERSABOOT`-Laufwerk ist damit noch
nicht nutzbar.
- `env:versapad_usb` in der Haupt-`platformio.ini` verwendet
`upload_protocol = sam-ba` — das klassische Arduino/Atmel-SAM-BA-Protokoll,
nicht das UF2/Massenspeicher-Verfahren dieses Bootloaders. Für echtes
USB-Flashen wird stattdessen ein `.bin``.uf2`-Konvertierungsschritt plus
einfaches Kopieren aufs Laufwerk benötigt, kein spezielles Upload-Protokoll.
- [`../upload_uf2.py`](../upload_uf2.py) sucht das `VERSABOOT`-Laufwerk aktuell
nur über die Windows-API (`GetVolumeInformationW`) — passend zur bisherigen
Dev-Umgebung dieses Projekts, aber nicht plattformübergreifend. Für
macOS/Linux müsste die Laufwerkssuche noch ergänzt werden.