【实战经验】USB DFU IAP例程移植的两个话题

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zero99 发布时间：2017-4-5 17:53

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USB DFU IAP 例程移植的两个话题

前言
在STM32 的系列产品中，很多型号都带有USB 接口，为使用USB 来进行代码升级提供了便利。这些型号中又有很大一部分可以通过内部System Memory 中的Bootloader 直接进行USB DFU 升级，具体哪些型号支持USB DFU，可参考应用笔记AN2606《STM32 微控制器系统存储器自举模式》。有些型号虽然有USB，但是System Memory 中的Bootloader 并没有支持USB DFU，比如STM32F102 / STM32F103、或者Bootloader V2.x 的STM32F2xxx、STM32F303，等等，或者用户希望通过不同的触发方式进入bootloader 来进行USB 下载，比如接收一串编制好的数据来触发。那么，就要使用USB DFUIAP 了。关于如何使用USB DFU IAP 的简要说明，可参考另一份文档《利用USB DFU 实现IAP 功能》。在这里，主要要谈的是在USB DFU IAP 例程进行移植时，需要注意的两个地方。

问题一
某客户在其产品的设计中，使用了STM32L073RBT6。客户在开发过程中，使用STM32L0Cube 库中的STM32L073Z_EVAL的DFU_Standalone 进行代码移植，完成后在使用Dfuse Demo 软件烧写用户代码时发生了错误。

调研
1.了解问题
客户在开发中使用了STM32L0Cube 库STM32Cube_FW_L0_V1.7.0，对里边的\Projects\STM32L073Z_EVAL\Applications\USB_Device\DFU_Standalone 例程进行修改，以应用于用户板。客户已经根据硬件上的区别，对LED 灯和按键的I/O 口配置做了相应的修改，并在main.h 中使能了USE_USB_CLKSOURCE_CRSHSI48，因为其使用STM32L073 内部的48MHz 振荡作为USB 时钟源。客户编译通过后，使用ST-Link 将其下载到STM32L073RBT6 中。然后断开ST-Link，使用USB 进行连接，PC 可以认到“STM Device in DFU Mode”。打开DfuseDemo 软件，也可发现已经识别到STM32L073 处于DFU Mode。

但是，当用户选择了“Verify after download”，并点击“Choose”按键选择用户代码.dfu 文件后，并点击“Upgrade”进行
烧写，发现弹出了提示发生错误的对话框，如下：

2.问题分析
STM32L073Z_EVAL 开发板使用的芯片型号为STM32L073VZT6，其Flash 容量为192KB，地址从0x08000000 到0x0802FFFF。而客户所使用的STM32L073RBT6，其Flash 容量为128KB，地址从0x08000000 到0x0801FFFF。检查项目中的usbd_conf.h 文件中的代码，客户并未作任何修改，也就是说，以下两个定义没有根据实际的型号进行修改：

USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD 和USBD_DFU_APP_END_ADD 定义了用户代码空间的开始页和结束页。从这可以看出，用户代码是从0x08003C00 开始的，也就是第120 页，而结束于第1535 页。STM32L073VZT6 从第0 页到第1535 页共1536 页，每页128 Bytes。客户使用的是STM32L073RBT6，总共才1024 页。显然，这里对USBD_DFU_APP_END_ADD的定义并不对，需要修改为第1023 页的地址。

3.问题解决
将usbd_conf.h 中的USBD_DFU_APP_END_ADD 修改为第1023 页的地址：

问题解决，USB DFU 可以下载代码了。可是别急，这样就已经修改好了吗？再来看第二个话题。

问题二
在问题的解决过程中，有没有注意到Dfuse Demo 界面中显示“1536 sectors”？这明显不对，来看看怎么修改。
调研
1.了解问题
在Dfuse Demo 界面中，双击“1536 sectors”，可以看到Internal Flash 的详细信息，如下：

2.问题分析
从上图可以了解到，实际上这里所定义的Sector 的大小为128Bytes，也就是STM32L073 的Page，所以这里的Sector 定义与STM32L073 的参考手册定义的Sector 是不一样的，不要造成误解。在RM0367 中，每128Bytes 为1 个Page，每32 个Page 才是1 个Sector。所以不要误会就行了。在这个Mapping 窗口中，也可以看到地址0x08003C00 之前的空间为Readonly，也就是Bootloader 所处的空间为只读，以避免对这部分代码的重写。而后面的空间，也就是用户代码所处的空间为Read/Write/Erase。
这些信息是从哪里来的呢？其实它来自于usbd_dfu_flash.c 里边定义的描述符FLASH_DESC_STR，如下：

来解释一下这个描述符的内容：
0x08000000 为起始地址。“a”代表的是Read-only，“g”代表Read/Write/Erase。也就是说，“a”所指明的区域为Bootloader 的空间，“g”所指明的区别为用户代码空间。大小由前面的数字决定，乘号“*”前面的为Sector 的个数，后面的为Sector 的大小，这里的意思就是从0x08000000 开始，前面120 个Sector（每个Sector 为128 字节）为Read-only，后
面1416 个Sector（每个Sector 为128 字节）为Read/Write/Erase。

举另外一个例子，在\Projects\STM32L053C8-Discovery\Applications\USB_Device\DFU_Standalone\Src 下的
usbd_dfu_flash.c 是这样定义的：

它的意思就是前面28 个Sector（每个Sector 为1KB）为Read-only，后面36 个Sector（每个Sector 为1KB）为Read/Write/Erase。因为在这个例子中，用户代码起始地址为0x08007000。在Dfuse Demo 的界面中，你也将看到只有64个Sector，双击打开后能看到每个Sector 为1KB。

搞明白这个事，就知道如何去修改这个描述符FLASH_DESC_STR，让它符合STM32L073RBT6 的大小了。

3.问题解决
STM32L073RBT6 有1024 页，每页128 字节，所以需要修改描述符FLASH_DESC_STR 定义如下：

附加话题
如果用户代码空间的定义还是这样的：

但是描述符FLASH_DESC_STR 的定义修改为：

那会发生什么情况呢？
将 Bootloader 程序编译后烧写到STM32L073 中，然后使用USB 接口进行连接，打开Dfuse Demo。首先，可以看到界面中显示的就是128 Sectors，双击打开，每个Secotor 大小为1KB。

接下来，来烧写一个用户代码，从0x08003c00 地址开始的。在Verify 时，就会弹出错误的对话框：

验证在0x08003C00 的地址就已经发生了错误：烧录文件该地址的数据为0x58，但是读回来的是0x00。这就是因为我们把描述符FLASH_DESC_STR 错误地定义成了前面28KB 为Read-only，也就是从0x08007000 开始才是可读/可写/可擦除的。所以，在0x08007000 之前的空间是不可擦除和写入的，也就导致了这样的情况。这个附加话题也只是为了强调这个描述符FLASH_DESC_STR 的重要性。

结论
使用USB DFU IAP 参考例程进行移植的时候，Bootloader 的空间以及用户代码的空间的定义全部都需要根据具体的STM32型号进行修改。