01 引言
STM32MP13x 系列 MPU 是 STM32 Arm®Cortex® MPU 家族中的一部分，它拥有单核Cortex®-A7 核心，支持核心频率 650MHz~1GHz，不仅能够轻松运行 Linux 操作系统，还同时提供官方 HAL 库，用于支持基于 RTOS 或无 OS 的项目方案，即裸跑应用程序。

本应用文档将就以下几个部分简述如何在 STM32MP13 系列 MPU 上开始无 OS 项目的开发：
4 `9 `* r" g) V- {' P4 Q/ I7 t& _/ b: ]3 x• STM32MP13x Baremetal 开发环境简介
! r; ~4 `# _+ k* P! g$ h6 z• STM32MP13x 工程的创建
• STM32MP13x 工程的在线调试
8 T6 x7 E2 @8 ~# i  |• 镜像烧录及从外部 Flash 启动

/ L! f8 e3 h+ m$ G; Y3 v02 STM32MP13x Baremetal 开发环境简介
2.1 开发工具及环境
STM32MP13x Baremetal 开发工具主要包括：
8 V) |, c( J5 o1. 烧录工具：STM32CubeProg （ 版本大于 v2.15.0）
2. 配置工具：STM32CubeMX （版本大于 v6.10.0）
3. 开发调试工具：IAR（版本大于 v9.50），或 STM32CubeIDE（版本大于 v1.14）
本文示例基于 STM32CubeIDE 开发调试工具。


1 K  N* m+ z. O2 a/ C7 U2.2 STM32CubeMP13 开发包
STM32CubeMP13 开发包同步发布于 ST 官网 www.st.com 和 github.com，可通过如下方式下载：
1. ST 官网下载链接
2. Github 仓库链接
3. 通过 STM32CubeMx 软件下载

1 L) C0 a' y' J) W9 D3 F: M2.2.1. STM32CubeMP13 开发包总览
STM32CubeMP13 开发包运行在 Arm® Cortex®-A7 处理器上，由以下三部分组成：
• Level 0：驱动程序，包含 HAL、LL、BSP、CMSIS
% K! a2 D- m1 d( _• Level 1：中间件，包含 Eclipse ThreadX（原 AzureRTOS），USB Host & Device 库
• Level 2：包含各种板级示例程序
4 ]% a0 E! m/ l1 G' C% u5 J除此之外，还包括一些工具助手等。



▲ 图 1 Baremetal 开发包源码框架


2 d0 H+ y- m& m  t+ w! _2.2.2. 源码目录结构

▲ 图 2 Baremetal 开发包源码目录
& l  d' y% C+ c. M( P4 K  S  G( ]
. K) h) N: q* k" \2.2.3. 开发包支持模块列表
已支持的 HAL drivers :
% b  U: F! e# A7 G/ }, I3 T: C• ADC, BSEC, CRC, CRYP (including SAES), DCMIPP, DDR, DFSDM, DMA,DTS, ETH, ETZPC, EXTI, FDCAN, FMC_NAND, GPIO, HASH, I2C, I2S, IWDG,LPTIM, LTDC, MCE, MDMA, PKA, PWR, XSPI (QSPI replaced with XSPI),RCC, RNG, RTC (including TAMP), SAI, SDMMC (including EMMC), SMARTCARD, SPDIFRX, SPI, TIM, UART, USART, USB

' M: A" q, Z  p0 q已支持的 LL drivers :
• ADC, DMA/DMAMUX, EXTI, ETZPC, GPIO, I2C, LPTIM, MDMA, PWR, RCC & BUS, RTC, SPI, TIM, USART

BSP 与 BSP 组件:
• 基于 HAL 封装了更高一级的 API，为 LED、按钮、相机、LCD、SD 卡和 COM 端口提供 API，包含了以下一些外围器件的驱动：GC2145， LAN8742， MCP23x17， RK043FN48H， STMIPID02

# j" V/ x" M1 B( l中间件程序:
• 包含一系列支持某种服务的库文件及接口文件，目前已支持：Eclipse ThreadX（原 AzureRTOS），STM32_USB_Device_Library,
STM32_USB_Host_Library
' F' F! B3 d0 p& w7 y: \. u- s
项目工程:
) y8 B& X$ E/ n* E- [: z* n• Examples：基于 HAL 接口的简单示例，没有中间件功能。
" T/ ]. V. Q3 f• Applications：较完整的工程应用实例，包含中间件功能。
0 ^5 M7 r9 c+ ?" E• External_Loader: 烧录镜像及从外部存储器启动的应用示例。
2 I9 v& B. v/ Y2 e• Template: 板级工程应用框架。

实用工具:
• Imageheader：用于添加 stm32 头，支持存储设备启动。
• Fonts：提供了一组用于显示的标准字体，包括 font8，font12，font16，font20，font24
6 L: _0 |+ c6 N0 c/ O. Z
. z% I& g% R% C% e, C
3 [$ C6 V) d" V( k5 K" @! |& }03 STM32MP13x 工程的创建
% N# L' p- z" J1 ZSTM32MP13x 工程创建，可通过以下两种方式：
4 r: H0 H! B) b* K7 k9 @) d+ w# ]1. 使用 STM32CubeMx 配置并生成项目框架代码，并基于该框架代码开发应用。
2. 导入 STM32CubeMP13 开发包示例工程代码，并基于该示例代码开发应用。
  l& \3 m  N- T- f0 t+ F3 e6 Y3 j
  E" d% |2 t+ `3.1. 从 STM32CubeMX 创建工程
STM32CubeMX 是 STM32Cube 工具家族中的一员，它采用简单易用的图形界面，可以帮助开发者快速配置硬件和软件。可支持从 MCU/MPU 选型，引脚配置，系统时钟以及外设时钟设置，到外设参数配置，中间件参数配置等，并可生成适用的 C 代码项目。

本章节简述如何通过 STM32CubeMx 生成适用于 STM32MP13x 的裸跑应用框架。使用该方式无需提前下载 STM32CubeMP13 开发包，STM32CubeMx 可自动联网下载。
% M9 b0 W1 k6 B7 s$ T. D2 H1. 打开 STM32CubeMX，点击 ACCESS TO MCU SELECTOR，
2. 在搜索框中输入 STM32MP13 相应料号，如：STM32MP135FAF7，双击打开配置窗口
3. 弹框选择 MP13 Bare Metal，将生成 bare metal 工程框架。


  o4 }$ w4 Y' l, Q3 P5 I( v$ Z% S▲ 图 3 STM32CubeMx 选择器件


▲ 图 4 STM32CubeMx 选择工程类型
' i6 n' ~4 I: K; ~2 w/ d$ |
0 @2 {+ R1 M; |" B/ Q; O
2 h& }1 @7 D$ w; R5 t4. 切换到 Project Manager 标签页，输入工程名称。
5. 在此页进行项目选项配置，可保持默认。
  x- Q) f4 i$ w1 u( F
" ?) y5 {, l) J% r1 f0 I! R& `
▲ 图 5 STM32CubeMx 工程设置页面


% Y+ ^% O6 {) b+ C; H/ b  ?1 u6. 回到 Pinout & Configuration 标签页。
7. 使能 RCC 和 DDR。
: C4 C0 \& f3 ?; u' p8. 配置各外设总线，配置方法与其他 STM32 MCU 相同（也可参考 Help -> Docs & Resources）
+ `6 ?0 y2 C) s) S1 y1 S* O- D

  N6 H- z8 i$ R% D* |$ B" R0 T
' ~; s4 o& ^5 K  N* i
- C  [2 R% M( p4 V* M! h
/ {( d/ i9 ^' e# R0 @5 \$ [. A▲ 图 6 STM32CubeMx 外设配置页面
! J; [. \9 T7 N* v% r! o$ p
1 A& X& I' F+ ~9 ^  P
0 V# S4 y7 K  u' g9. 切换到 Clock Configuration 标签页。
10. 若软件报告时钟错误，可点击 Yes 自动修复。
( E$ U# T8 {# Y/ R: ~# F8 T8 X11. 输入 CPU、DDR、总线等的工作频率，系统会自动匹配合适参数。
: z* }6 G: T2 Q
  @5 l4 c8 Z1 M& r3 |- u% A$ X
▲ 图 7 STM32CubeMx 时钟配置页面

! `% \9 |. {' t# t' x% s, S
$ |7 I+ q! U5 D" S/ q12. 所有外设配置完成，即可点击 GENERATE CODE，开始生成工程代码。
13. 若第一次使用，软件将提示是否下载 STM32CubeMP13 开发包，可点击“yes”，软件自动联网下载前述 STM32CubeMP13 开发包。
14. 生成完成后，可直接点击 Open Project，将打开 STM32CubeIDE 工程。

8 t6 A5 z; i- N  r: |! X0 K
+ @' p/ W9 r1 d, q9 O7 V" A▲ 图 8 STM32CubeMx 代码生成页面
: i6 i. d) y- j/ m
% z/ H9 S$ A- ~3 m& q7 |▲ 图 9 STM32CubeMx 完成代码生成页面

▲ 图 10 STM32CubeMx 生成工程代码示例
" e4 G1 r8 ^  K* x' j$ c1 i
15. 至此，工程框架已生成，可通过 STM32CubeIDE 进行用户代码的编辑、编译、调试。


' D  T/ k- j* v. g2 h- b3.2. 从 STM32CubeMP13 开发包导入工程
若已事先通过 ST 官方网站或 Github 下载了 STM32CubeMP13 软件开发包，也可导入开发包中的工程示例代码，从示例代码开始进行项目开发。

$ ?+ w0 P; v2 X# c9 v( E( w这里以 FSBLA_Sdmmc1 工程为例。
项目路径：\Projects\STM32MP135C-DK\Applications\FSBLA\FSBLA_Sdmmc1
1. 打开 STM32CubeIDE，导入 project
2. 点击 Files -> Import…
6 {* m  ~! Q: S; H
4 h! |4 C9 a3 i$ q- v▲ 图 11 STM32CubeIDE 右键项目菜单
% s9 y* P( J& E! o

3. 选择 Existing Projects into Workspace
6 F# |& J- F) X, x4. 点击 Next>
* t7 f- `- L( O
. }( ?2 o  p6 O( F4 c
▲ 图 12 STM32CubeIDE 导入已存在项目
1 o. z) i: [! J' w

5.点击 Browse…，找到目录 \Projects\STM32MP135C-DK\Applications\FSBLA
, M' t9 E( a9 v+ W0 U+ ~6. 选中 FSBLA_Sdmmc1_A7 工程
# w9 R" t- N+ L- ^+ R7. 点击 Finish，导入 Project


▲ 图 13 STM32CubeIDE 选择导入项目


9 K1 L' V: \# ~1 c" U) K1 r3 f8 i0 s6 o8. 工程导入完成。
, V* X. ^0 d  k

04 STM32MP13x 工程的在线调试
工程创建完成后，接下来本章节将介绍如何基于 STM32CubeIDE 进行工程编译及在线调试。

  Y2 k: D% A( VSTM32MP135 内部包含 128KByte SYSRAM，若代码小于 128KByte，可直接运行于内部SYSRAM 中，适用于验证一些简单的外设实例。若代码大于 128KByte，则需要将程序运行于DDR 中。下面将分别阐述。
% `$ l8 k6 u% d! o# K0 N
' u# z$ |5 k( e) c6 {1 M$ y  `# S, c4.1. 在 SYSRAM 中调试程序
仍以前述导入的 FSBLA_Sdmmc1_A7 工程为例。
' K. p( }# X8 E% F) x1. 首先，将开发板切换到工程模式
( t5 ~4 d6 C" E2. 连接 Type-C 电源3. 连接 MicroUSB，这里板载已支持 ST-Link
: L( F+ g3 ]. T& W1 ^* L) C

% x& g7 Q2 v8 `▲ 图 14 开发板切换工程模式

# V5 w+ F! m8 U0 K" D. A$ c4. 右键项目工程名称，选择 Build Project，完成编译。

  \; A0 ?! u5 k) D" d' [
! w0 l4 n8 t' O▲ 图 15 选择编译工程

: x+ J: B' S: E- ]
5. 右键工程名称，选择 Debug As -> STM32 C/C++ Application
9 H; X* \) W8 V' J
8 a4 ?, y, s4 `: ?. R7 x- r; o3 s
, M( R: o; E! u▲ 图 16 选择调试项目方法 1
/ [! [  l6 b% n  S" _; y+ a- K: M6. 或点击 Debug 图标
7. 进入 Debug Configurations….
9 V8 T" z& h' m1 I  N

* o4 L' K; Q2 W0 C8 v6 A. z▲图 17 选择调试项目方法 2
$ T2 A; _  }1 @  z" n; w

8. 进入调试配置菜单
) b2 o6 O( g$ v6 K, B

▲图 18 调试配置页面

) _# t' E' I4 ?) D7 S4 u' @) r! h" d
7 m3 U) b* u0 s$ v& _+ C



2 w+ L6 X3 [/ o9 l" Z1 z: |+ E9. 即可像 MCU 一样调试您的代码。

" Y. k' o. W2 G) C' K
▲图 19 项目调试窗口

4.2. 在 DDR 中调试程序
& A' d* t% b/ X4 _8 \; o4 e当代码量超过 SYSRAM(128KB)的大小时，需要将程序运行在 DDR。这里以 BSP_BasicTemplates 工程为例展示如何开发运行于 DDR 的用户程序、

1. 首先，按照前述方法导入项目工程


▲图 20 导入 Templates 工程

, k5 {/ J# k/ K5 b  U3 \
2. 打开 C/C++ Build 配置
3. 在 Preprocessor 中添加 USE_DDR 宏定义

9 k& [' [& `1 H4 \  ?  D) _0 ^
▲图 21 使能 DDR 宏


: h# `; ~* }* G# O$ Q4. 修改链接文件，重命名为 “stm32mp13xx_a7_ddr.ld”
5. 修改 REGION_ALIAS 定义到 DDR 区域：
6. 重新编译后，目标文件将链接到 DDR
' j9 k, m: w) w( A% D5 X

8 s( k: n. z. Q7 T7 p  \: a/ o▲图 22 修改链接空间

: a; {* S% g) c, p) |  \
* q( ~8 x+ S: A▲图 23 选择链接文件

7. 在调试之前需要先运行 DDR_Init 对 DDR 进行初始化
8. 按照前述方法导入 DDR_Init 工程，编译后全速运行一次，并保持开发板不掉电项目路径：\STM32MP135C-DK\Examples\DDR\DDR_Init

9 P( k0 f: F( P# S
▲ 图 24 运行 DDR 初始化
; F5 @  J; S. |$ O1 \

3 s4 }0 ^4 p9 @- [9. 回到 BSP_BasicTemplates 工程。
10. 在 Debug configuration 对话框中，将 Startup 页面的 monitor reset 删除。

$ t: S  H7 p7 t2 @( M
7 C) V  P7 @# v- s, Q: p! _5 @  n▲ 图 25 修改调试参数
7 |$ R, |- v0 c- v* m

( r/ _0 ?/ t( c, c3 v11. 点击 Debug 进入调试
12. 可以看到当前 main 函数的地址已经为 0xC000 开头的 DDR 位置


& Q) {+ J# b2 ~3 H$ m* |

▲ 图 26 在 DDR 中调试工程


8 D# y2 t! o" C' C2 Y7 Z05 从外部 Flash 启动
4 D$ Z6 `/ ^, P: a  }

7 X/ v- A, F; A1 P7 _- Y$ \* N' Q▲ 图 27 STM32MP13 启动流程

从外部 flash 引导 STM32MP13， 一般需要包含两个部分源码。如上图所示，芯片上电后，首先运行内部固化的一段 ROM CODE，ROM CODE 从用户配置的启动器件中寻找 FSBLA，并将其拷贝至 SYSRAM 中，FSBLA 运行后，执行 DDR 初始化及用户代码（CUBE EXAMPLE）拷贝到 DDR 中，最终实现跳转到 DDR 中运行用户程序的目的。
9 H9 t; C7 W' i8 I
# N! I- A1 j; u5 J6 `0 D这里以 SDCard 启动为例，在第三章节中，我们编译调试的 FSBLA_Sdmmc1_A7 工程，即实现了 FSBLA 部分的功能，BSP_BasicTemplates 工程为实际开发的用户项目。完成启动需要将这两个工程生成的镜像文件都烧录到 SDCard 中。

$ t- L1 O7 k' l9 |" g6 ?• FSBLA 需烧录到 SDCard 的固定位置 LBA128 或 LBA640，ROM CODE 固定从这两个位置寻找 FSBLA。
* A$ P7 z- Z, o7 a• CUBE EXAMPLE 的存放位置可在 FSBLA 程序中修改，默认为 SDCard 的 LBA640。
9 X, i1 Y( \2 ~0 Q( ~• 如果有烧录过 OpenSTLinux 的卡，需先格式化。原因是 ROM Code 优先从 GPT 分区表中寻找 FSBLA，若分区表存在，新烧录到 LBA128 位置的 FSBLA 将会被忽略。
- z! W+ l! s' C- t, u1 e
▲ 图 28 镜像在 SDCard 中的 Layout

) z; b1 G; E1 C) J需要注意的是，FSBLA 和 CUBE EXAMPLE 都需要加入 STM32 Header，才能被系统识别。STM32 Header 是 ROM CODE 加载二进制文件的必要格式，每一个被 ROM CODE 加载的二进制文件都需要在头部添加特定的 STM32 Header。STM32CubeMP13 开发包中提供了ImageHeader 工具，用于为项目二进制文件添加 STM32 Header。开发者不需要深究 STM32Header 的详细内容。
1 P, A2 U/ {/ P5 J
  ^8 K' I4 O  h$ z4 Q) [; t▲ 图 29 STM32 Header 信息
4 d0 p& z* x/ i! S% }
5 O8 d: w+ }- L) `' [' K为用户程序加入 STM32 Header，可在工程配置的 post-build steps 中加入如下命令：
, N3 J- J& j4 Y" v, g“(path_to_STM32CubeMP13
+ [" B9 L# s% A+ XPackage)/Utilities/ImageHeader/postbuild_STM32MP13.sh"
$ b3 H: i6 h3 M"${gnu_tools_for_stm32_compiler_path}"
"${BuildArtifactFileBaseName}"
2 X1 ]9 j! D7 P1 u
) m) ]: D: i. c( G  J7 B0 i
重新编译完成后，即可生成打上 STM32 Header 的目标文件。
& G! q' j$ U1 {* t
# m. ^, q' A( ?& D▲ 图 30 添加 Post-build 命令

! q' Q0 f5 o  H) u  ~( R0 e注：path_to_STM32CubeMP13 Package 为 STM32CubeMP13 开发包的存放路径。
: [& l+ X3 z5 N2 E
) m. h/ Z' A4 J. B! X至此，已准备好待烧入 SDCard 的目标文件：
$ l3 C: N! Q' _/ {" @( K2 n5 G! x, [1. 已添加 STM32 Header 的 FSBLA_Sdmmc 目标文件：FSBLA_Sdmmc1_A7_Signed.bin （即 FSBL）
2. 已添加 STM32 Header 的 CUBE EXAMPLE 目标文件：MP13_BSP_BasicTemplates.stm32（即用户工程）
! E0 B, F$ @/ N* ?: e0 \
烧录工程位于 STM32CubeMP13 开发包的如下目录:
\Projects\STM32MP135C-DK\External_Loader，以二进制的方式提供了烧录时需要的两个引导文件，包括：
1.STM32PRGFW_UTIL_MP13xx_CP_Serial_Boot.stm32
2.SD_Ext_Loader.bin其中，STM32PRGFW_UTIL_MP13xx_CP_Serial_Boot.stm32 为基于开源工程。
1 O/ x7 e8 X& d) j7 i

Openbootloader 实现的一套 IAP 应用，执行烧录流程管理。SD_Ext_Loader.bin 工程执行SDCard 设备的实际擦写操作。

) ?+ Z- @9 x' ^+ {- v
目前，引导设备可支持 SDCard，QSPI NOR FLASH、EMMC 等，若项目开发中需要修改适配不同的存储设备，可联系 ST 窗口获取烧录工程源码。
& n/ d$ R, s  a! X& p/ `3 ^
8 x. ]5 ^- G& I) Y+ o将需要烧录的两个文件拷贝到 External_Loader 目录下，与烧录工程的两个文件存放在相同位置，然后修改 tsv 文件。完成后，目录中文件列表和 tsv 文件内容如图所示。
' T, D# \/ {. q. v. D5 v( x( K
▲ 图 31 烧录文件列表

▲ 图 32 tsv 文件内容


: h4 M. G+ P$ l/ O6 q接下来，即可使用 STM32CubeProg 进行镜像烧录。可支持通过 USB 或 UART 连接，不支持通过 ST-LINK 连接。这里以 UART 连接为例：
1. 开发板跳线设置到 000 并上电
- {' n2 R, {# q8 ]1 p" d; \0 s: j2. 连接 MicroUSB 口，查看 COM 号。注意通过串口连接时需要断开 USB OTG
, C% Y+ C0 i1 G: {; Y3. STM32CubeProgrammer 选择连接方式为 UART，选择相应 COM 口
4. 点击 Connect 连接



1 W% d, C" S3 T. j2 K) [, i5. 点击 Open File，选择 FlashLayout_OpenBL_ExtLoaderSDMMC_SerialBoot.tsv 文件
9 G0 W5 }( _/ z9 f6. 点击 Browse，选择目标文件夹：\Projects\STM32MP135C DK\External_Loader\SD_Ext_Loader
7 ^% A& ~. Z! z5 d4 R* x4 S7 M7. 点击 Download，开始下载镜像
2 ^6 ]0 v% J3 f1 ]8 N
, b* c; D. n% z! [$ p
- q" c7 ?8 `7 w$ z* R

( n9 F7 Y* g7 W9 f7 p+ |! x8. 等待烧录完成
. `  J, c. c/ ]. k9. 将板子断电，boot mode 切换至 SDCard 启动
, k( [/ Q3 G7 s9 n( a5 d0 ~10. 重新上电，即可引导启动
0 W$ F' b4 V, c2 F/ r- B

转载自:STM32