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
外部Flash：W25Q64


嵌入式专栏

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？


( }" f5 z& m8 [8 ], yIAR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）。
4 \+ R. W  L3 Z$ Y8 l3 [

/ l- w- S# [8 ?! B1 K( V+ A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" D2 V0 V) h0 d$ I) u
* ^+ d( l/ _7 s" u2 [# }5 q2 z
0 B) k0 o% I# V: X- [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。
1 a; b( |+ d" W$ G+ I5 Q

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
% l1 C% O* a; p1 a' Q5 X' G& F  rflash_base：Flash的基础地址
9 m8 q; I1 `" l8 Upage：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)


3、.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
" g3 n$ V! K4 B( {; Grange：表面了Flash的起始地址及结束地址
  x& f$ r1 L7 l* h/ u( s( lloader：当前pass调用那个下载算法的路径


4、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。
' c, R+ V# T) u' [  _4 z% }

" m# U; @* m/ @嵌入式专栏
, O& }4 I) ~: P& }$ @

3制作思想

下载"Flash Loader"开源代码
, c$ x( b/ K! K% |) Y% Z: o创建一个空工程，将"Flash Loader"开源代码里面的文件添加到工程
完成函数FlashInit()、函数FlashWrite()、函数FlashErase()。
' M5 }8 i! t6 a9 ?生成.out文件
制作.flash文件
制作.borad文件
根据需要制作.mac文件
) Z9 O" _/ \$ Y
% @; p# w5 ~% u

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。

: K, k, Z$ T& B) d4 V, R# l, @) t
" W7 |2 P: t/ N- D. h2 I3 z& R: ?6 x1、下载FlashLoder开源代码。
传送门：
https://files.iar.com/public/cmsis/
' R' I4 Q  d) H

下载后的文件内容如下图所示：
2 x6 b7 W) ^0 C/ r' p, z* q% R

“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。
8 e% Q. p2 C6 {
" y- O0 i7 _' [( S
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”)。
% ?' U8 ^" z  P+ \) t
1 X! E0 D7 i1 u0 h  f
3、补充函数内容
; X$ S* S- l6 ~  ~* _A.补充FlashInit函数内容
' Z$ A, A$ ]0 j$ v7 G) x

B.补充FlashWrite函数内容
0 Z% M" L0 a1 g& h0 Q7 Q8 h

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：
- F/ x8 e# C/ Z% w6 b* p. R

B.IAR->Option->Linker->Output配置的是输出.out文件的内容：
, ^. ~3 H3 B$ s6 w9 l" w# a$ F

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：
( _1 N" k( c: x" A9 E9 [4 L' v6 R

6、制作.board文件，如下图：
: T; d! o0 [4 |4 Y0 M/ m/ U

7、对于H750内存映射外部Flash还需要制作.mac文件，内容如下：
1 c, Y' {9 H4 k  [1 u  c1 O

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。

( e4 E. [& l* I. p: S9 v0 q; \. n

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。
& q2 l9 W# F; O! g. ?
% _; u- X/ Q' n$ a, C  u; e  D5 g7 u4 n
1 |( ?* Q; `# c, ?$ }3 zIAR->Option->Debugger->Download下，配置如下：

IAR->Option->Debugger->Setup下，配置如下：

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;


" _0 l8 s' c* u$ v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。

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。
3 z1 P8 d  j- b- G0 `8 |/ v% }

至此，关于IAR下下载算法的制作与验证就全部介绍完了。

1 C$ @0 W6 U+ `' Q% C8 N

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