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做低功耗物联网产品这两年，我基本绕不开 STM32WB 系列的选型。这颗芯片表面上是个普通射频 MCU，实际上里面住着两个核：Cortex-M4 跑应用逻辑，Cortex-M0+ 跑无线协议栈，而 ST 固件升级服务（Firmware Upgrade Services，简称 FUS）就悄悄住在 M0+ 上。注意，这里说的 ST 是意法半导体，不是 PLC 编程里的 ST 语言，别搞混了。FUS 平时不出声，但它负责的事情很关键：升级 BLE / 802.15.4 协议栈、维护安全启动、管理固件签名密钥。如果你的项目要 OTA 升级、要换协议栈版本、或者要过安全认证，基本都绕不过它。这套笔记是我把 FUS 从原理到实操完整过了一遍之后的总结，适合刚拿到开发板的同学，也适合已经在做量产的老手。

1. STM32WB 双核架构：为什么 M0+ 里还藏着一套固件升级服务

1.1 双核架构里，M4 和 M0+ 各自管什么

STM32WB 系列内部的架构，一句话概括就是：一颗应用核 + 一颗无线核。应用核是 Cortex-M4，主频 64 MHz，带 FPU 和 DSP 指令，负责跑你的业务逻辑、传感器驱动、GUI、RTOS、蓝牙应用层这些“重活”；无线核是 Cortex-M0+，同样跑 64 MHz，负责 BLE 协议栈、802.15.4 协议栈（Zigbee / Thread）、以及射频相关的底层服务。这两个核之间通过 IPC（Inter-Processor Communication）和共享内存通信。M4 要发蓝牙数据，并不会直接操作射频外设，而是把数据封装成消息丢给 M0+，由 M0+ 按照协议栈的状态机发出去。

为什么 ST 要把协议栈放在 M0+ 而不是和用户应用一起放在 M4 上？答案很简单：隔离。无线协议栈对时序和状态机的要求非常严格，如果跑在 M4 上，很容易被用户代码里的中断、临界区、看门狗打断，出问题之后排查起来极其痛苦。M0+ 独立跑协议栈，相当于把“射频实时性”这件事从应用工程里彻底剥离，M4 只要及时处理事件回调，协议栈自身的行为就可控。而 FUS 就运行在这个 M0+ 的私密环境里，比普通协议栈的层级还要底一层，普通用户程序根本没权限碰它。

1.2 FUS 的职责：协议栈升级、安全启动与密钥管理

FUS 的英文全称是 Firmware Upgrade Services，中文叫固件升级服务。它不是一个普通用户程序，而是 ST 出厂时预置在系统安全区里的管理型固件。它自己占据一小块 Flash，官方叫 Secure Flash Area，运行在 M0+ 上，不参与业务通信。它的核心工作有三块。

第一是协议栈升级。你拿到新版本 BLE 协议栈，比如从 1.13 升到 1.16，正常情况下不能直接拿 ST-Link 把 hex 往 Flash 里一拖就完事，因为协议栈要写入的安全区域是受 FUS 管控的。FUS 负责校验、解密、写入新版协议栈，并在必要时替换旧版本。这个机制保证了协议栈区域不会被随意覆盖。

第二是安全启动。芯片复位之后，M0+ 首先执行的就是 FUS（或无线协议栈的启动代码），启动代码会检查镜像是否有效、签名是否匹配，确认没问题之后才把执行权交给后续层级。这个流程叫 Secure Boot，主要防止有人篡改或伪冒固件。

第三是密钥管理。为了让协议栈能安全签名、安全升级，FUS 内部维护一组密钥，包括根密钥、固件验证密钥，甚至用于生成无线 OTA 会话密钥的随机源。普通用户应用访问不到这部分，只有通过特定命令接口才能触发。说得直白点，FUS 就是芯片内部的一个“安全管家”，负责看管最敏感的底层资源。

1.3 没有 FUS 的话，你的项目会遇到什么问题

有人可能会问：我不升级协议栈，也不在乎安全，可以不要 FUS 吗？理论上，你把 Flash 整个擦空再烧一份用户程序，MCU 也能跑，但实际操作中会遇到三类麻烦。

第一，协议栈版本陈旧。新发布的 SDK 可能要求最低协议栈版本，某个新功能或 Bug 修复必须建立在 1.16 以上。没有 FUS，你就只能靠调试器全片擦除再烧录，风险高、步骤多，稍不注意就误伤别的分区。

第二，OTA 升级无从谈起。现在做消费电子产品，几乎都要求能通过蓝牙远程升级应用和协议栈。无线升级协议栈这件事本身就是由 FUS 承载的，如果 FUS 版本不支持或根本不存在，OTA 升级只能停留在改应用层的阶段，对协议栈本身无能为力。

第三，产线烧录效率低。有了 FUS，产线可以通过命令接口把协议栈和应用分开刷写，也可以让整机出厂后再通过无线方式补齐协议栈版本，不用每台都开壳接调试器。没有 FUS，产线就只能按最原始的方式整片烧录，灵活性差很多。

所以结论很简单：FUS 不是可有可无的后台程序，而是 STM32WB 平台在做安全升级和量产维护时的一根地基支柱。

2. FUS 版本和内存布局：升级前必看的三个底层概念

2.1 如何读取 FUS 版本：v0.x 和 v1.x 的区别

想升级 FUS 之前，必须先搞清楚芯片里当前 FUS 的版本。在 STM32CubeProgrammer 里，右侧栏切成Firmware Upgrade Services面板，连接成功后很快就能看到一行信息：FUS version。常见的显示是 v0.8.0、v1.2.0 这种格式，V 后面第一位是关键区分点。

如果显示 v1.x，基本代表这颗芯片具备完整的 OTA 维护能力，这也是现在的主流选择。v0.x 不是完全不能用，只是它在安全升级和远程维护上受限，很多新 SDK 已经直接要求至少 v1.x。所以拿到新板子如果发现是 v0.x，后面大概率要做一次 FUS 升级。

实操时注意一个关键点：FUS 版本信息要结合芯片型号看。STM32WB55 和 STM32WB15 的 FUS 固件文件不通用，烧错了轻则升级失败，重则把无线核搞成不可用状态。下载 FUS 固件时，优先到 STM32CubeWB 固件包里对应芯片型号的文件夹下拿，不要随便从第三方仓库下载。

2.2 Flash 分区：FUS、无线协议栈、用户应用的位置关系

既然 FUS 要管理协议栈，它肯定知道协议栈住在哪。STM32WB 系列的 Flash 分区不是用户在 linker script 里随便定义的，而是由 FUS 和选项字节共同约束的。以一个常见的 STM32WB55（1MB Flash）为例，大致区域划分如下：