一、引言
在嵌入式应用系统中，越来越多的应用需要扩展外部 Flash 来满足存储需求，例如 GUI 的应用，需要将视频、图片、字体等素材存储在外部 Flash。对于 SPI、FMC、 FSMC、QSPI、OCTOSPI、SDMMC 等接口存储器，需要一个 Flash Loader，把资源下载到外部 Flash。在 STM32CubeProgrammer 安装目录的“bin/ExternalLoader”目录下，ST 提供了官方开发板对应的 Flash Loader，也就是 stldr 文件。但官方提供的 Flash Loader 数量有限，不能完全满足用户需求，需要用户根据自己的 MCU 型号、Flash 类型，开发自己的 Flash Loader。

ST 的 X-Cube-DISPLAY 是 STM32Cube 扩展包，3.0 版本提供了 SPI/QSPI 接口的 MX25L6433F 的 Flash Loader 的源码工程，用户可以基于此进行自己 Flash Loader 的开发。本文档就是根据 X-CUBE-DISPLAY 3.0 所提供的 Flash Loader 工程，以 NUCLEO-STM32G474+GFX01M2 开发板为例，介绍了 STM32CubeIDE、KEIL、IAR 等不同编译器利用 X-CUBE-DISPLAY 所提供的 API 来生成外部 Flash Loader 的方法。
7 H3 ~1 G' @$ s: W1 s
二、Flash Loader 的开发过程
+ U( U# l# {- E+ E7 I5 O, q2 z参考 ST 在 X-CUBE-DISPLAY 3.0.0 所提供的 Flash Loader 工程，外部 Flash Loader 的开发过程主要包括以下 3 步。
  j! `* |: G7 U. V5 i（1）更新 Dev_Inf.c 中的存储器芯片信息。
（2）重写 Loader_Src.c 中的相关接口函数。
（3）更改输出文件名。
* P  d8 k, c3 P/ |$ @! g. G
项目配置好后编译整个 Flash Loader 项目，将生成一个 ELF 文件，文件的扩展名取决于所使用的编译器，Keil 的为.axf，EWARM 的为.out，STM32CubeIDE 的为.elf，通过编译后处理指令更改为 stldr 扩展名的文件，将该 stldr 文件复制到 “bin/ExternalLoader”目录下就可以被 STM32CubeProgrammer 使用了。

2.1. Dev_Inf.c 介绍
7 T' \% d0 ?. \% C; C此文件中定义的 StorageInfo 结构提供有关外部存储器的信息。用户在制作自己的 Flash Loader 时，需要根据 Flash 的参数来更新相关信息。
, L, i3 n: S7 \% v1 `; o; X4 |7 Y
  o  ]. e5 U$ S8 I1 X8 M5 |2.2. Loader_Src.c file
该文件包含了制作外部 Flash Loader 所需的接口函数，主要包含初始化，擦除，写入以及读出等操作。其中 Init，Write， SectorErase 这些函数是必需的，不能被省略。除了这些函数之外，您还可以重写 Read，Verify，MassErase 函数。
# W  k9 |/ f# m- j
2.2.1. Init
Init 初始化连接到外部存储器的 GPIO 引脚以及初始化 IP 所用的时钟。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int Init (void)
4 Z3 I9 q# d% L  h, w  m/ V$ C
6 c5 ]7 q0 ~( q0 {4 L- @2.2.2. Write
Write 函数将在 RAM 定义的缓冲区写入到外部存储器。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
6 `  K5 Q$ N6 S/ |int Write (uint32_t Address, uint32_t Size, uint8_t* buffer)
  A. O- j8 V5 G: H- M* w( I
2.2.3. SectorErase
+ C9 q/ x1 D* d6 F8 r/ C9 l擦除内存指定的扇区。其中起始地址等于要擦除的第一个扇区的地址，结束地址等于要擦除的结束扇区的地址。
9 ]. r: d3 K& T8 e如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
) T( c+ l, N! G5 u4 `1 ^4 ~0 kint SectorErase (uint32_t StartAddress, uint32_t EndAddress)

; z) x, n. _; {2.2.4. Read 功能
Read 函数将存储器指定地址的数据读取到内存中的缓冲区中。
; M$ J' f% Y' E6 ?; T  [3 o! t  W# ^如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0
% w5 h' {: j- k3 zint Read (uint32_t Address, uint32_t Size, uint16_t* buffer)
8 K- b  A  f/ y
) ]' H- q+ _& K# t! Y! A2.2.5. Verify
功能当选择“边编程边验证”模式时调用验证函数。此功能检查编程的内存是否与 RAM 中定义的缓冲区相对应。
. ^0 z- a# ~  W% M- L7 `; {
2.2.6. MassErase 功能
MassErase 功能会擦除全部内存。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int MassErase (void)

2.2.7. Checksum 功能
描述的所有函数在操作成功时返回 1，在失败时返回 0。
8 T% z' s! t' o% J/ ~" z+ O' B
三、利用 X-Cube-Display API 生成 Flash Loader 的方法
. C; z2 N1 q0 p: s* I- C" G这里参考 X-CUBE-DISPLAY\3.0.0\Projects\NUCLEO-WB55RG\Applications 目录下的 GFX01M2_FlashLoader 工程的方法，来移植一个 NUCLEO-G474+GFX01M2 的 Flash Loader，这是一个 SPI 接口的 NOR FLASH，芯片型号 MX25L6433F。
8 {" f( p9 y/ }, g  q# `我们打开 STM32CubeMX，MCU 选择 STM32G474RET6，首先配置时钟，其次这里用到外设有 SPI，还需要对 SPI 进行配置，查看 X-NUCLEO-GFX01M2 和 NUCLEOSTM32G474 原理图，外部 Flash 用到了 SPI2，GPIO 引脚用到了 PB13, PB14, PB15, PA8。SPI2 相关配置参数如下图所示。
6 e0 t6 m' [9 p" J# k/ I
4 ^) d' s0 q) I4 X' W: l

5 \" E/ C* f. y  R' R

/ R$ V. a- J/ t

; v- n6 ]) V0 |" U0 J# I6 I

▲ 图1. SPI 参数配置

( r1 w3 r9 m8 {3 ~

1 R4 C6 `2 x1 P7 fSPI2 外设相关参数配置结束后，点击 X-CUBE-DISPLAY 标签，为相关的 IO 接口配置对应的引脚和外设。
) z1 o% U2 R; m4 U图片


5 E2 E5 U9 ~, C1 z

% J7 y2 p: w4 z0 z

▲ 图2. X-CUBE-DISPLAY IO 接口配置

$ O) z: g8 i, p  @  e3 h  ~, n

" f: ~1 d" `: a相关参数配置好后，点击 Project Manager，给工程重新命名，由于 Flash Loader 不需要 main 函数，选中配置的 “Do not generate main()”，这样生成的代码就不会有 main 函数。然后点击生成代码按钮生成代码。
8 x7 ^; R" u. k: O) H0 u+ O* a

▲ 图3. Project Manager 修改

2 H8 ]% V2 s1 @
% s2 Y% K$ u. O3 u
& {$ z0 N% i; L$ o1 h0 G+ g生成的代码还需要添加 Dev_Inf.c、Loader_Src.c、Dev_Inf.h、Loader_Src.h，将这个代码添加到 Core 文件夹下的 Inc 和 Src 文件夹，为了方便不同编译器生成的代码能够自动加载这几个文件，复制.extSettings 文件到该工程文件夹，该文件会为工程新建一个 Loader 文件组，然后再重新生成代码。生成的代码用 VSCode 打开，在 main.c 函数中新增 MX_Init()函数，函数主要的功能是复位外设和初始化 GPIO。
" `: }- W; ~) A4 p8 ~, {
' q0 ~' F9 m. ?1 r

* V1 y: P& H. t; j  f; q7 C. v9 L

▲ 图4. 添加 MX_Init()函数

; N8 i7 X3 G8 C+ F9 v关于 Dev_Inc.c 和 Loader_Src.c 文件中的函数，这里就不再做一一说明，大家可以对照附件查看，下面主要介绍下不同编译器的工程属性配置。

3.1. STM32CubeIDE 工程配置
+ S) f, i: k# }. b; ?2 HSTM32CubeIDE 的配置修改包括从工程中去除 startup_stm32g474retx.s，修改 Linker 文件，修改启动函数入口，添加后处理生成 stldr 文件。

! _* a& [# ]# ^/ @* a

! W8 y5 I, S3 ]; [4 {; D" x

9 I' R% Z3 E' B

▲ 图5. STM32CubeIDE 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

3 L2 @) u4 m  b1 _1 q5 I
7 ]1 k4 g4 E  ~: I+ c: z( U
6 l1 M8 k0 F$ Z: c7 S$ S) C/ a修改 Linker 的配置，通过“Properties”打开设置页，将 Linker 文件修改为 STM32_FLASH.ld。

# G. `7 T/ |! J2 T$ f

▲ 图6. STM32CubeIDE 修改 Linker 文件

通过 “Settings” -> “Build Steps” 配置页中，在 “Post-build steps” 处添加指令 ：cmd.exe /c copy /Y "$(BUILD_ARTIFACT)" "..\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"，编译后生成 stldr 文件。
+ Z) J0 S' [# _$ T& C

2 R7 G) `3 e, t5 C3 h: a

▲ 图7. 在 STM32CubeIDE 中添加后处理语句

9 ]. L0 L* b3 Q! V  x% o3 ~
8 B0 B' Y8 c& m) A+ a当这些配置好后，重新 Build 工程，这样就会产生所需要的 Flash Loader。

3.2. KEIL 工程配置
与 STM32CubeIDE 配置过程类似，KEIL 的配置过程主要包括以下操作。在 Target 标签页，Arm Compiler 选择“Use default compiler version 6”,如下图所示。

- P+ s1 M- w! j3 J7 ~: u# V* v) a

4 X+ h7 y/ L7 {+ ?, g7 z) i+ f

% B/ p8 x  F+ x  q+ h

▲ 图8. 更改 Arm Complier

* _0 n# y" ]) {# X% A0 ?0 u在 startup_stm32g474xx.s 的文件属性中，去除勾选“Include in Target Build”和 “Always Build”，这样这个文件就不会被编译和包含在这个工程中。
- H) @, C% h% B# {! T0 P: c

! [) F# D. t3 r/ i

▲ 图9. 在 KEIL 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

7 r: h+ E2 z& J" d/ u* [- h
9 g# ^; {; z7 x( r; h6 ^, F
在属性界面，切换到 Linker 界面，去掉“Use Memory Layout from Target Dialog”勾选，修改链接文件，将链接文件更换为 stm32_loader.sct，同时注意在 Misccontrols 添加“--paged --pagesize 0x10--diag_suppress L6305” 。

2 ^- I1 g5 n1 w4 k; }+ b" V

▲ 图10. KEIL 中修改链接文件

与 STM32CubeIDE 配置类似，添加后处理语句“cmd.exe /C copy /Y "!L" "..\MDK-ARM\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"”。

▲ 图11. KEIL 中添加后处理语句

这些配置好后，重新编译代码，会在 MDK-ARM 文件夹下生成 stldr 文件。


3.3. IAR 工程配置
IAR 工程配置与 STM32CubeIDE 和 KEIL 的过程类似。
2 @  w) Z  ]2 S3 F$ W) ^
6 R2 }7 m3 ~/ @2 I
* W5 X3 ?* D* ^* r) U# x4 E2 W; Q

5 y* G4 c  J" k* @6 O

+ i# u% L  ]8 t0 q

▲ 图12. IAR 中将 startup_stm32g474xx.s 从工程中去除

; }5 P2 T1 c+ H9 Z  l/ w
# Y. t7 D+ K* N/ t7 Z
- f( y7 |. ^. v: b

% Q" l. Y0 ^1 Q. H, T4 H" n; Q
7 p. c5 m8 `# |/ t

▲ 图13. IAR 中修改链接文件

+ \2 w. ^) s; M: f: P  l

; {; }0 x) n. ^3 p4 v1 N& K# S

' H- g# l* D6 T2 C% ~! L. [
* h4 ]7 S' b( D

2 T$ z. i: V; Z2 D, H: K4 x" T

▲ 图14. IAR 中更改入口函数

9 k2 s" D" F3 n% D

" E( w7 Q! G' `% V1 L' V
& [1 _" U$ N! S  r! x

# X: l# F7 l. F+ e

▲ 图15. IAR 中添加后处理函数

+ t. \% x- q" U8 U) u2 e3 v
这些配置好后，重新编译代码，会生成 stldr 文件。
; ^) T$ Z9 n/ ]) `. @' B) }
5 A7 w7 O" t) ?四、小结
2 f$ r4 L0 i6 ^" r4 J5 G$ {本文结合 X-Cube-DISPLAY 3.0 软件包中的示例，介绍了利用 X-CUBE-DISPLAY API 进行 Flash Loader 的方法，如果用户选择的 Flash 是 MX25L6433F 这款 Flash，那么可 以参照此方法，来快速开发自己的 Flash Loader，如果所选的 Flash 不是 MX25L6433F，也可以参照此方法，重新编写对应存储器的驱动来开发对应的 Flash Loader。


转载自： STM32
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2 H. @) [$ w9 L5 |+ N4 f

你好，关于IAR制作stldr文件有详细的教程吗？比如最后用的是什么指令？