一、引言
$ B, [+ Z. {( y6 J/ b6 F" I* X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。
3 k2 Q6 F+ ?) O$ `8 N
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。
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二、Flash Loader 的开发过程
4 [+ p3 I% |) A2 O* q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。
（1）更新 Dev_Inf.c 中的存储器芯片信息。
# a- R& o; P! n: q! D% n（2）重写 Loader_Src.c 中的相关接口函数。
（3）更改输出文件名。
' d" W+ P: B" g
$ s* l1 V* T- r( C9 w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。
* [' T# K1 [# A1 u+ _; g1 C+ ^2 v
8 ?6 H. }% b' N& L! `' U2.1. Dev_Inf.c 介绍
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。
, U  w6 W* V5 U+ ~7 X# ^0 a& A
$ T0 F$ ]  S8 B- d: n9 C: G2 E% K) P6 e2.2. 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。
  @+ _3 U5 v- i; E8 ~
% H. p  e9 l- _, C' I9 j2.2.1. Init
2 u" B! h4 |4 v. a! W, E" @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。
: }' e7 k2 m; K' Vint Init (void)

: k  ^; f9 V' F* d2 P6 O2.2.2. 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。
% [) T' v; |. h! oint Write (uint32_t Address, uint32_t Size, uint8_t* buffer)

2.2.3. SectorErase
, g0 l. l4 h' n: I9 O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。
/ V; v2 d( H0 S4 o. m7 {如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int SectorErase (uint32_t StartAddress, uint32_t EndAddress)

" A+ r) W1 s( U  q: }: Y: y2.2.4. Read 功能
( o, Z1 [% E* W- M% x5 ORead 函数将存储器指定地址的数据读取到内存中的缓冲区中。
' N% Y( w+ C, E/ D( F0 ^( R. d! H如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0
int Read (uint32_t Address, uint32_t Size, uint16_t* buffer)

( ]- H( ~- v$ S* Q! z2.2.5. Verify
7 C4 a( Z2 p2 L3 I% a! C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。
* F, r' }- C' l
2.2.6. MassErase 功能
# z! U2 c! s$ u' jMassErase 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
2 {: B# a$ W& J  ?) l5 m& \' l0 Z描述的所有函数在操作成功时返回 1，在失败时返回 0。
3 i' r5 o, m* S9 q" l- U7 o, e
三、利用 X-Cube-Display API 生成 Flash Loader 的方法
+ \# f, \* U& v- H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。
% j0 U6 f% y% D) g/ }# a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。
8 n1 l' J: L# c$ L3 @! ], m- I/ g
2 p: d0 K0 H* m& ~% o: H# S

4 F  u% V$ `% N
: F6 g8 v7 o7 g6 ?# o. q( w. F1 @/ _

, K" `+ p/ k* o

▲ 图1. SPI 参数配置

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  W3 m  U+ P" r$ HSPI2 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。
图片

, E/ H* H8 R9 {8 u& d" E
' L- w9 M+ {, B4 B; ^4 |! ~

% r& B. r( ~! e+ A: B# A6 j7 b

7 U& F$ S. x; D& |) I

▲ 图2. X-CUBE-DISPLAY IO 接口配置

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5 Z% ?- Y8 Z, f( ]7 l. [* P
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。
3 ^- _# H! r) I; z/ l

8 q' s% A& t" b

0 M7 B- n# ]3 L

▲ 图3. Project Manager 修改

/ C) P& L  D7 `, u4 w4 g) u

' R8 `: s$ R  J2 w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。

4 a' J: e) t  E4 z* K- d

▲ 图4. 添加 MX_Init()函数

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。
6 X6 o) j. W" p/ W/ W; s
3.1. STM32CubeIDE 工程配置
8 S# D8 ?) A/ H  E. }2 vSTM32CubeIDE 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。
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* `' A# N6 {* s
5 l' o2 {' \8 Y$ }+ h

8 y+ E  J  ^7 S

0 z* E! C, n$ C

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

修改 Linker 的配置，通过“Properties”打开设置页，将 Linker 文件修改为 STM32_FLASH.ld。
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3 M' O5 i6 q1 S7 W- p! {. q/ V% b

8 p; V; k* v  U" K) u- ]# V

* i: S' S0 ^2 w+ I' ^

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▲ 图6. STM32CubeIDE 修改 Linker 文件

5 L% i# \8 N4 A8 j0 z9 {
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。

6 {, K8 M% Y7 {( Q8 u
9 H) S& I. s, P( C  b

& a) [+ R: M9 e9 J

▲ 图7. 在 STM32CubeIDE 中添加后处理语句

, t* v7 z, o: p7 D9 \* r& q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。
* S" [1 i' ]$ X/ }! B

▲ 图8. 更改 Arm Complier

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。

! D1 Z; e2 j1 `) a2 f5 w7 G
$ u$ n4 ~$ J- K. m: ^) \8 _+ m

" x% g+ @2 q  T  V/ @$ d

. v# G' B7 K! h

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

) ^6 E1 T7 O  T' r9 Y
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” 。
4 t7 U) h1 S4 [% O+ C

▲ 图10. KEIL 中修改链接文件

9 s/ A* V, j, e+ Z+ e2 {" a- w. x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"”。

8 Z2 J+ y8 N4 y
) o$ g* Q4 x% g; q% j

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▲ 图11. KEIL 中添加后处理语句

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9 P+ H* \4 Y/ ?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。
" `' g3 G% M: a& k2 ~9 [

8 p- ~) f: H# Z! {3.3. IAR 工程配置
IAR 工程配置与 STM32CubeIDE 和 KEIL 的过程类似。
1 [, @1 R. B- y! e1 h

; v9 q" b) W' K6 \5 I

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

, R! w. X: H& |! _( r* V8 X: F

! _* H" c( ?3 @3 |& V, H

▲ 图13. IAR 中修改链接文件

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/ M5 ?* C; v0 o0 J4 ]

! F& d2 o  _' O' ^3 @9 S

8 D. r6 F" I( R! M

▲ 图14. IAR 中更改入口函数

/ s2 b- C# w* w3 p8 D, h3 h

3 ]6 X( ~7 f) B+ v* N
: V( s9 f- {6 x5 V; _- }- }! P' }

▲ 图15. IAR 中添加后处理函数

) j$ ]- h7 Z8 h这些配置好后，重新编译代码，会生成 stldr 文件。

! O; G9 J4 r* w3 C% g) C8 ^四、小结
7 E% D. w7 r) d% w0 {- z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。

% [3 E1 }( L( s
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. k: Z7 p  u- u. D

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？