一、引言
8 y( M# U& Y  z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。
7 `5 P) F; x- ~+ [2 ?
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。

二、Flash Loader 的开发过程
3 U$ q, o+ V3 T% U+ X9 ^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。
9 C7 `8 \5 C: |/ H（2）重写 Loader_Src.c 中的相关接口函数。
（3）更改输出文件名。

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 E% ?# c9 D6 G1 l! B! n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。

. X; X( A3 P# F! t2.2. 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。

, r9 \& I$ P. a2 u5 q2 Q/ V2.2.1. Init
$ E% J3 v- i, b2 }8 ^5 V% dInit 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。
1 S0 }# }6 l1 B3 p/ m; I- C  W# F如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int Init (void)
/ j3 ?0 A  ~7 t7 b  D* q; q
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。
1 l  Q2 G# y( s( T; O5 wint Write (uint32_t Address, uint32_t Size, uint8_t* buffer)

7 S; Y6 R4 \7 d7 O$ _% E5 h; x2.2.3. SectorErase
. x! K4 ]+ }& I. y# S3 `  t. Y5 \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。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int SectorErase (uint32_t StartAddress, uint32_t EndAddress)

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。
! E( K3 h$ {5 H. b1 @7 m$ _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)
& z, X# W+ a/ V9 w' _
2.2.5. 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。
) {# n  i3 o8 T) V& d
# x0 H& z. w8 F/ Y% v) t2.2.6. MassErase 功能
4 p5 \& H- b$ o1 A/ t5 x, LMassErase 功能会擦除全部内存。
' ]" C- g! N* \( w如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
6 B1 C8 ~( H* Dint MassErase (void)
' _  T/ X2 d7 H' k
2 t3 B: e5 i  f. Y2.2.7. Checksum 功能
! j. {; ]) N# W. {  s$ d7 I# z描述的所有函数在操作成功时返回 1，在失败时返回 0。
1 B& g% B% O( J8 B2 `+ F6 F" V& u
+ w1 V& V; F* _3 M. c三、利用 X-Cube-Display API 生成 Flash Loader 的方法
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。
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。
2 w' E4 |7 k! {, ]  g& @( |

" D6 j# [6 D: X0 k, S0 K
* x: c' x. B1 V' L: [. _! _" i

# Q+ |1 e' n5 R. b

▲ 图1. SPI 参数配置

$ C8 i) Q# N/ s+ I* ?3 L9 D
) {. C+ O  z# h* D. u% l4 D
& }8 R% P) L& r! {! h! d" BSPI2 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


1 r" ^* V8 w- e/ J

3 e% |( y( {! {- i3 r/ n

▲ 图2. X-CUBE-DISPLAY IO 接口配置

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。
% p" P( }' Q5 h$ Z$ N, w5 [) V$ }
2 ]2 V, {; J, w* _" _

▲ 图3. Project Manager 修改

/ d. w% Y' ?! t. y9 \+ D( N
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。
/ S. {5 e' ~3 |1 L4 E
: B0 H5 N4 l# E/ I

' t4 g+ s8 a" [  ~

▲ 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。
* v/ b4 N  @9 k1 A9 ^
- o3 E( \& B" V' R, r8 }3.1. STM32CubeIDE 工程配置
# e' k5 L) B2 ]$ W; C9 _STM32CubeIDE 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。


& l+ X+ X; E& a' l; t

( I* P6 [# m0 X2 U

, w6 O) q0 N: `4 [+ c9 c: |

& u- K: j7 q' l0 n9 ?

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

5 Q. ~* V% f( x, `
9 ?2 b5 g+ P1 d" Y2 ]- y修改 Linker 的配置，通过“Properties”打开设置页，将 Linker 文件修改为 STM32_FLASH.ld。
& y( y, Z( I' H

; E; \9 v: [( X1 E7 a

/ o0 O- W, ^. P9 A# l8 @/ U$ i- |7 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。

0 ^- `5 S3 b6 N. p% N' \2 b0 Z

▲ 图7. 在 STM32CubeIDE 中添加后处理语句

当这些配置好后，重新 Build 工程，这样就会产生所需要的 Flash Loader。

. `0 H7 U5 s8 n) R1 n$ ?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。

3 O: j. x) g! V; ~

! w" ]: D' \' A6 C. B

▲ 图8. 更改 Arm Complier

$ _* x! u3 Y  o  b0 X' b9 l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。

! z4 [& k( H1 Z8 }' M+ L6 z

0 P& O+ _* p& \. Y- \# S" l  y& F& Q

1 K! D! V1 B9 g9 C  U' x; G! Y

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

2 O. X+ S% w* M2 h2 {

# D9 k8 \$ D% ~$ A# a8 i+ {4 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” 。
, T# N8 n# }6 u
! e& y& {, u/ T" q5 E

7 Z( b; M/ o$ m$ D/ z( c# _; A+ u) C! u

▲ 图10. KEIL 中修改链接文件

5 B4 t1 M! p1 d! c, F2 h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"”。
; P/ N1 z- d5 D/ [" i. T" K

! B0 q- t4 ]/ k4 o/ S

▲ 图11. KEIL 中添加后处理语句

4 \, \) M1 {6 U) w8 `+ b
# d& E3 q4 ^2 _1 y% N4 H7 Q% f+ y
" m* i+ v7 {  {4 w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。

* Z3 X% ?4 F: c" V
3.3. IAR 工程配置
IAR 工程配置与 STM32CubeIDE 和 KEIL 的过程类似。

  {7 f# Q/ e( V7 b" f2 m" A
' {( J! P. v3 x$ [

& k# A! n; ?  I- a

: k; k+ C7 ^2 K) S! z& d

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

4 S- g9 H" {! i; L- e

8 |' f1 L8 _) c) H+ x3 D

▲ 图13. IAR 中修改链接文件

) o1 J  _  J6 I! T% q

% g1 |# i% G0 D, v* D
9 p/ s# G6 J3 R5 P

▲ 图14. IAR 中更改入口函数

, p' a- z; D$ n

▲ 图15. IAR 中添加后处理函数

/ Y, X' t+ H4 Q# z6 X

这些配置好后，重新编译代码，会生成 stldr 文件。
. v4 [, k3 s, W5 B1 E) x& i0 U
四、小结
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。
. l! N0 ^6 Y  p; w/ t* v" w  Y

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0 W6 @* }+ t. G3 ^6 {' G6 w: D+ Q
* [4 u/ Y# l  Y1 L& F2 Z* V4 `

9 J! O' U: U0 e% S2 P% {: q

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？