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。3 O4 [& {1 K4 g # c0 Y1 d- a' ^" ]1 D 67.2 系统bootLoader基础知识: H# i+ B& J& z4 `3 ^ 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。 0 o" D3 {" M- {& A; t, x# P 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。 ( r$ \; u- ?9 `% Q5 d, E8 q 67.2.1 系统bootLoader执行流程% L% h; U; a" Z! W% _2 Q/ _ 下面是STM32H7的BootLoader程序执行流程,简单了解下即可: 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 STM32H7的Bootloader使用到的引脚分配如下: 67.3 进入系统bootLoader的方法- ~! ^ N0 U! a' D2 x8 I4 ~ 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。- H0 S$ f9 ^0 ?2 o 67.3.1 设置硬件boot引脚进入系统bootLoader 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。 B( [, f8 Q' H7 o( d, w 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:0 v0 V; D, b! ]0 z$ b" | 9 I+ n6 p) S# A. C+ ^: {) \ 所有Flash地址空间。 所有RAM地址空间,ITCM,DTCM和SRAM。' E8 G3 [; c4 N% N5 \ 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。 D7 C' a' i/ X( c1 n STM32H7的boot引脚设计:( e# M7 J9 U0 V; [ " ]( |) ?: }1 I7 v1 ?1 l 使用BOOT功能,注意以下几个问题: 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。1 L# t% q0 S9 g( F+ j: f, P 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。4 ?3 q$ c" c3 {0 z2 S9 F6 N 67.3.2 用户应用程序跳转到系统bootLoader 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:8 y! r7 b7 S: | 禁止所有外设时钟。; @8 s5 Y; T! e% a7 Q; s 禁止使用的PLL。 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。+ b1 O0 r U# {/ X; N9 X- [9 \ 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。! q, w: I8 e9 ?3 k5 q% J, {9 H 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。 & h) w4 [- G4 @2 w+ i' C+ Y& U 具体实现会在下一章节为大家讲解。 # X5 v0 F' C! V5 J. t" v 67.4 退出系统bootLoader的方法 当前主要研究了USB DFU和串口IAP退出bootLoader。 . ?& F8 b, p3 P5 ]6 {* P! R! L& o$ ` USB DFU# S5 f* [7 [. p7 Y+ b 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。2 k& }2 G' x& q9 C( R $ X" }; d/ _1 r. I3 | 串口IAP 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 ?- x4 Y9 R- p* ^- v8 i ) E, h4 V# {1 o# g1 Y' f0 [9 k 67.5 系统bootLoader的擦写管理 注:这部分知识点有个了解即可。* U+ x( q4 r5 G8 ]. q5 D 8 F+ Y- z, a% c4 u) X 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)。 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: 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。; Y) H% j; ?: @* | 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。$ `3 `0 Y8 d. v5 o- [! R `6 e 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。0 ~# L* `% e5 ]. N# u$ w3 V 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:# ?* D+ j" t2 p * }7 d x: l: a2 L3 h 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。 2 \9 F* _, |. r) b ) ^) h* t' \, h3 \6 S k 0 A2 K# o6 V3 j& j0 L% b |