用于 OTA 升级的 .bin 固件格式

ESP-IDF 编译生成的 .bin 固件文件由以下几个部分组成：

整体结构

[文件头 (8字节)] + [扩展文件头 (16字节)] + [若干数据段] + [页脚]

所有多字节字段均为小端序（little-endian）。 [ESP32 固件格式]

1. 文件头（File Header，8字节）

这就是为什么 OTA 校验时要求第一个字节必须是 0xE9。

2. 扩展文件头（Extended File Header，16字节）

这就是为什么芯片 ID 不匹配时会报 mismatch chip ID 错误。 [ESP32C3 固件格式]

3. 数据段（Segment）

每个段的格式：

4. 页脚（Footer）

• 文件用零填充，直到大小为 16 字节的倍数减 1。
• 最后一个字节是所有段数据的校验和（所有字节与 0xEF 的异或值）。
• 若扩展头中 hash_appended = 0x01，则在校验和之后附加整个镜像的 SHA256 摘要（用于检测数据损坏，与 Secure Boot 无关）。
• 若启用了 Secure Boot，还会在 SHA256 之后附加签名块。 [ESP32 固件格式]

5. 应用程序描述符（App Descriptor）

在应用程序镜像偏移 0x20 处，还有一个应用描述符，包含版本号、项目名称、编译时间、IDF 版本、安全版本等信息：

typedef struct {
    uint32_t magic_word;        // 魔术字
    uint32_t secure_version;    // 安全版本（用于防回滚）
    uint32_t reserv1[2];
    char version[32];           // 固件版本
    char project_name[32];      // 项目名称
    char time[16];              // 编译时间
    char date[16];              // 编译日期
    char idf_ver[32];           // IDF 版本
    uint8_t app_elf_sha256[32]; // ELF 文件的 SHA256
    uint32_t reserv2[20];
} esp_app_desc_t;

[OTA 框架]

分析固件文件

可以使用 esptool 的 image_info 命令查看固件的完整头部和段信息：

esptool.py image_info your_firmware.bin

[ESP32C3 固件格式]