手把手教你制作基于IAR、STM32H7的下载算法

1环境

IDE环境：IAR EWARM 8.32
单片机：STM32H750VBT6
5 ~' }: k9 X1 `* [$ R外部Flash：W25Q64

- F$ c) c" n1 Q7 ~# W
5 o' p6 S, e: u# \. E+ W5 Q嵌入式专栏
" x4 q% k4 A! q2 j! P. @

2背景、知识介绍

我们为什么需要下载算法？下载算法是在哪里使用的？

如上图所示，我们想通过C-SPY将固件直接下载到Flash是不被允许的，那我们怎么才能实现将固件下载进Flash呢？
8 O# s6 u2 g! J" Q3 X- h
8 ?. `' p4 @5 v
IAR官方文档《FlashLoaderGuide.ENU.pdf》告诉我们说，我们需要先将固件放在RAM缓存里面，然后通过一个名叫"Flash Loader"的小程序，将代码不断的从RAM搬运到Flash（这里的Flash可以是内部Flash，也是可以是外部Flash）。

7 g* p2 L6 H6 J' B
上文中提到的"Flash Loader"就是需要我们针对不同的硬件去分别实现的代码，也就是所谓的Flash下载算法。

' d" l: P4 p6 ^' h' ^! p$ A, l7 _
知识介绍：
IAR下载算法一共包括4个文件(.out文件、.flash文件、.board文件、.mac文件)。
1、.out文件是由"Flash Loader"代码生成的，里面包含了我们对QPSI管脚的定义，函数FlashInit()、函数FlashWrite()、函数FlashErase()的实现。

, F: ?/ ?4 [, l- ?: X8 s
2、.flash文件是一个XML文件，里面包含了一些必要的元素和一些不必要的元素，仅针对必要元素做一个简单介绍
exe：指向.out文件
. O: Z' r  @! @$ n0 U$ D5 Z3 v. yflash_base：Flash的基础地址
page：Flash每页的大小
block：对应Flash有多少个扇区，每个扇区多大。(block元素对应Flash的扇区还是块，待考证)


4 @3 U! z; g( T7 {) Z% K' d/ X! D3、.board文件同样也是一个XML文件。可以由<pass> *** </pass>进行多个.flash文件设置。每个pass内包含了两个必要的属性
range：表面了Flash的起始地址及结束地址
4 C: _/ g' s. K0 b0 c: P( ploader：当前pass调用那个下载算法的路径


* S) I$ T9 L! L4、IAR每次仿真下载完程序是从当前工程的main函数开始运行的。如果我们将代码下载到了0x90000000地址处，我们并没有开启内存映射，是不可以仿真的。这时候就需要采样.mac文件作为一个启动脚本，当程序仿真下载完成后，跳转到0x08000000处开始运行。在0x08000000处进行内存映射，然后马上跳转到0x90000000处，就可以进行仿真了。


# w  n7 N1 O: Y4 [0 L嵌入式专栏
$ D% Y$ m0 J+ _/ k

3制作思想

下载"Flash Loader"开源代码
创建一个空工程，将"Flash Loader"开源代码里面的文件添加到工程
$ }/ W3 P: F' d" F3 G- z完成函数FlashInit()、函数FlashWrite()、函数FlashErase()。
# c8 h; Q8 h' o4 ~4 c, w( a) b' T生成.out文件
( I6 Q. L8 T$ ~* b) E制作.flash文件
2 }5 }& n- Y0 Z; F8 `! u制作.borad文件
6 U' Z4 E; e- s4 P根据需要制作.mac文件

+ q0 C# C; Q! X$ [! e# @

4源码说明

上面已经介绍了下载算法制作的一些基础知识及制作思想，下面我们正式开始动手制作下载算法。
9 t6 _8 L. x! w

$ D' N4 p3 m: Y: H1、下载FlashLoder开源代码。
传送门：
https://files.iar.com/public/cmsis/


/ E. B" P& `: \9 T5 z下载后的文件内容如下图所示：

“flash_loader.c”、“flash_loader.h”、“flash_loader_asm.s”、"flash_loader_extra.h"四个文件是供C-SPY调用的，我们不应该去修改文件内容。真正需要我们去修改的内容是"template"文件夹下的"flash_loader_ram.c"文件。


2、为了方便，我找到IAR安装路径(“C:\Program Files (x86)\IAR Systems\Embedded Workbench 8.3\arm\src\flashloader\ST”)下的"FlashSTM32H7xx_QSPI"文件夹，对这个文件内容进行更改。我们将"FlashLoder"代码添加进去，并添加相应的路径。(注：“flash_loader_ram.c"文件当前工程下被改名为"FlashSTM32H7xx_QSPI.c”)。

6 O3 {) Q9 j3 R: v3 Q; i5 _
6 y5 T  s' t) u1 l) W* c4 ^) ]7 `3、补充函数内容
A.补充FlashInit函数内容
* g5 P2 q! X  W. f, i  @  A0 u

B.补充FlashWrite函数内容
- Z$ O7 F, g' I/ y0 Y8 P* U

C.补充FlashErase函数内容

4、生成.out文件由三个需要注意的地方
A.我们需要将代码下载到RAM里面执行，IAR->Option->Linker->Config配置如下：
# \( S7 b3 f. p* `2 e7 `, }. D

B.IAR->Option->Linker->Output配置的是输出.out文件的内容：

C.当前工程没有main函数，程序运行的第一个函数将是FlashInit函数，对IAR->Option->Linker->Library配置如下：

5、制作.flash文件，如下图：

6、制作.board文件，如下图：

7、对于H750内存映射外部Flash还需要制作.mac文件，内容如下：

文件内容就很好理解了，下载完成后，pc指针指向中断向量表的Reset_Handler函数，堆栈指针指向程序运行的首地址。这样每次程序仿真下载完成后，就从0x08000000处开始运行。我们可以把Boot程序放在这个地址，Boot程序里面进行内存映射，然后跳转到0x90000000处。

1 U( |: j! k* k- G% Y

5效果展示

我们制作好上诉四个文件过后，创建一个工程（该工程要运行在0x90000000处），对这个工程进行简单配置。


IAR->Option->Debugger->Download下，配置如下：
# @6 ~/ A, t( }# ]6 t3 r( J$ x) l! e( f

IAR->Option->Debugger->Setup下，配置如下：
2 e/ |. G( f: N; L4 T! s

IAR->Option->Linker->Edit下，配置如下：

在代码初始的地址，还需要加上中断向量表地址SCB->VTOR = 0x90000000;

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  `3 a& E; G& e! _做完上诉配置后，我们进行仿真下载，如下图所示，我们可以看到main函数已经存在与0x90003588处，并且可以进行仿真，说明我们配置是正确的。
" _. \3 q5 V6 v- B( q

将代码全速运行，可以看见串口显示正式我们程序设置的输出。
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至此，关于IAR下下载算法的制作与验证就全部介绍完了。
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