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STMCU小助手
发布时间：2021-11-2 23:44
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67.1 初学者重要提示 本章主要为大家介绍系统bootloader的理论知识，下个章节为大家实战。6 h& b4 r/ X8 Z8 J* b7 p - V) p9 \& X" c. l 67.2 系统bootLoader基础知识$ L, T$ k, k4 T% S! c STM32的系统存储区自带bootloader，此程序是ST在芯片出厂时烧录进去的，主要用于将用户应用程序下载到芯片内部Flash。支持USB，SPI，I2C，CAN，UART等接口方式下载。如果大家的应用程序打算采用这种接口方式进行升级，可以考虑采用系统bootloader，简单易用，无需用户自己写bootLoader了。5 B; Q v% L$ v% U/ i! W! L - q& @: T3 @8 @ 更重要的是，使用系统BootLoader可以不依赖硬件boot引脚，可以直接从应用程序跳转到系统BootLoader，这样灵活性就很大了。 67.2.1 系统bootLoader执行流程 下面是STM32H7的BootLoader程序执行流程，简单了解下即可：! u0 G# m9 s; a. e' E2 S 
关于这个执行流程，要特别注意一点：如果在进入系统BootLoader前就插入了USB线，会导致进入系统BootLoader后优先执行USB DFU，其它的接口方式将没有机会执行。 67.2.2 系统bootLoader使用的引脚' E# O! l, d7 z- n0 S9 H7 V STM32H7的Bootloader使用到的引脚分配如下：8 M9 O( }. g4 B# O* \ 
67.3 进入系统bootLoader的方法 STM32进入系统BootLoader主要有两种方法，一种是设置boot引脚，另一种是应用程序直接跳转到系统BootLoader。6 u4 h( v5 P o# i ( g/ O6 P1 d/ j6 e0 l0 t" Z7 o 67.3.1 设置硬件boot引脚进入系统bootLoader9 y+ L# O# a# w4 A5 F l H7的启动方式比较更灵活，只需一个boot引脚。但是一个引脚只能区分出两个状态，为了解决这个问题，H7专门配套了两个option bytes选项字节配置，如此以来就可以方便设置各种存储器地址了。- M5 R4 k6 g- e 
BOOT_ADD0和BOOT_ADD1对应32位地址到高16位，这点要特别注意。通过这两个选项字节，所有0x0000 0000到0x3FFF 0000的存储器地址都可以设置，包括：( T+ m* q. Y9 `8 G; q 所有Flash地址空间。0 m+ R9 ], |1 Q+ c 所有RAM地址空间，ITCM，DTCM和SRAM。) S ]- h9 S, B 设置了选项字节后，掉电不会丢失，下次上电或者复位后，会根据BOOT引脚状态从BOOT_ADD0，或BOOT_ADD1所设置的地址进行启动。也就是说是，H7可以从0x0000 0000到0x3FFF 0000所有地址进行启动，这点与F4完全不同，F4系列是固定从0x0000 0000启动的。' q" D0 r: _5 c# I k7 r7 [1 B7 n STM32H7的boot引脚设计：' L: p$ H* I5 w3 k1 E 3 o3 N: ]( @2 f 
使用BOOT功能，注意以下几个问题： - t/ m% R% W, H 如果用户不慎，设置的地址范围不在有效的存储器地址，那么BOOT = 0时，会从Flash首地址0x0800 0000启动，BOOT = 1时，会从ITCM首地址0x0000 0000启动。, a5 m4 u8 t) U$ L, x 如果用户使能了Flash Level 2保护，那么只能从Flash地址空间进行启动。 67.3.2 用户应用程序跳转到系统bootLoader+ g. O. F& Z" Q+ s/ O 除了使用boot引脚控制运行系统BootLoader，也可以上电后跳转，跳转前注意以下问题： ! `; w! u( e' @2 p0 M 禁止所有外设时钟。 禁止使用的PLL。5 f4 R$ o8 |$ \% F+ g7 `7 J( h 禁止所有中断。 清除所有中断挂起标志。 如果使用Go命令，对于BootLoader中使用的硬件外设寄存器，跳转前是不会设置到复位值的，如果用户代码中恰好也用到这些寄存器，需要重新配置。这里要特别注意的是BootLoader会用到看门狗，并且喂狗时间设为最长了，如果用户代码里面要用到看门狗请根据需要重新配置，并且看门狗一旦开启是无法关闭的。 对于具有双bank特性的STM32，为了能够从用户代码跳转到系统boot，需要将系统boot代码区使用寄存器SYSCFG重映射到0x0000 0000（除了F7和H7系列）。对于STM32F7系列，需要禁止nDBOOT / nDBANK 特性，然后跳转到系统boot区。5 P* d# w' v1 p F 如果用到系统bootloader的DFU/CAN接口，需要用到HSE时钟，这个时钟的频率是通过内部HSI/MSI检测出具体频率。因此，由于外部温度等各种情况，内部HSI的精度会受到影响，从而影响检测出来的HSE时钟有较大误差，最终导致DFU/CAN运行失败。" L+ G* Q/ P' g% Z: u4 B2 V# z! j 具体实现会在下一章节为大家讲解。 67.4 退出系统bootLoader的方法4 |) E, E5 x, _: w3 j- I' | 当前主要研究了USB DFU和串口IAP退出bootLoader。 USB DFU 当芯片工作在系统bootLoader的USB DFU模式，更新完毕程序后，不会自动退出USB DFU，需要重新复位芯片后才会退出。由于DFU模式会用到USB线，插拔USB线是难以避免的，所以是否支持自动退出，并不影响。6 o, s: I4 v' @7 A; x 串口IAP, a; w. T; k& d# n- w2 Q5 H9 H- X 当芯片工作在系统bootLoader的串口升级模式，更新完毕程序后，可以自动退出。所以基于串口的组网设备，使用系统bootloader非常方便。 5 c* r# w& F* P: [" Y q 67.5 系统bootLoader的擦写管理) x& [: E: i& o# T( x+ B 注：这部分知识点有个了解即可。5 o. z, y* t. E( j0 i ) t6 d) J+ z$ R7 y4 V) d" _ 使用bootloader命令进行的所有写操作都只能字对齐（地址应该是4的倍数）。要写入的数据数量也必须是4的倍数（接受未对齐的半页写地址）。. O* _/ \2 F: |+ }, v# V$ n 有些产品不支持批量擦除操作。使用BootLoader进行批量擦除时，有两种方法可用：! Q& s; C5 s5 s- E& _7 b 使用扇区擦除命令一个一个删除。 将保护级别设置为1，然后设置为0（使用读保护命令，然后使用读非保护命令），将导致大批量擦除操作。 STM32 L1和L0系列的Bootloader除了支持操作内部Flash，内部SRAM，可选字节等，还支持操作Data Memeory（数据存储区，貌似是指的EEPROM）。数据存储区支持读写操作，而不支持擦除命令，如果要擦除，写0即可。另外对此存储区的写操作必须是4字节对齐（写地址），并且写入的数据也是4的倍数。% o- ?" _) @* f F2, F4, F7 和 L4除了支持操作内部Flash，内部SRAM，可选字节等，还支持操作OTP存储区。仅支持读写操作，不支持擦除命令。" d' K) ]0 p2 x- ^" {1 M F2, F4 和 F7系列的内部Flash写格式依赖于供电电压范围，默认的写操作只支持字节（半字，字和双字是不支持的），为了增加写操作速度，用户施加足够的电压范围以允许写操作按半字，字或双字，并通过虚拟内存位置的boot程序更新此配置。该内存位置不是物理地址，但可以根据协议使用常规的BootLoader读写操作。该存储位置包含4个字节，分别为如下表所述： , i$ l% k& y* n; s+ m1 _ 
67.6 总结 本章节就为大家讲解这么多，更新相关的知识看ST的应用笔记AN2606。" G' X" l/ p; _- Z3 P# C: Z # r! r9 Q, D+ L' H8 N0 j9 B. a 6 j% s1 S$ r/ o8 L: @ 8 G* q& P$ v- {3 S3 N$ } |
