工程師筆記|通過 KEIL 制作 QSPI 接口的外部 Flash 下載算法

目錄預(yù)覽

1. 引言

2. MDK 下載算法基礎(chǔ)知識(shí)

3.程序擦除操作執(zhí)行流程

4.程序燒錄操作執(zhí)行流程

5. 程序校驗(yàn)操作執(zhí)行流程

6. MDK 創(chuàng)建下載算法過程通用步驟

7. 添加 QSPI-FLASH 驅(qū)動(dòng)及其有關(guān)庫(kù)函數(shù)

8. 算法和使用方法

9. 小結(jié)

隨著用戶的應(yīng)用越來越復(fù)雜以及 GUI 等需要大存儲(chǔ)空間的需求越來越多，很多時(shí)候我們需要將代碼或數(shù)據(jù)放在外擴(kuò)的 Flash 存儲(chǔ)空間。但是這樣存在一個(gè)外部 Flash 燒寫的問題，尤其是在應(yīng)用調(diào)試時(shí)，需要將代碼或數(shù)據(jù)燒錄到外部 Flash。

如果調(diào)試工具不能夠一鍵燒錄，勢(shì)必會(huì)給調(diào)試帶來諸多的麻煩。本文以 STM32H750 芯片為例，介紹通過 KEIL制作 QSPI 接口的外部 Flash 下載算法的方法。

FLASH 編程算法是一種用于擦除應(yīng)用程序或?qū)?yīng)用程序下載到 Flash 的程序代碼。MDK 本身支持的各種器件都自帶下載算法，存放在 MDK 各種器件的軟件包里面，以STM32H7 為例，算法存在于

KeilSTM32H7xx_DFP2.6.0CMSISFlash

（軟件包版本不同，數(shù)字 2.6.0 會(huì)不同）。但是，只有 STM32 官方部分開發(fā)板提供了算法工程，大多數(shù)用戶開發(fā)板都需要自己編寫下載算法。不同的 QSPI-FLASH 的驅(qū)動(dòng)略有差別，因此下載算法也不同。所以，掌握通用的下載算法制作步驟很重要。

MDK 通過創(chuàng)建一批與地址信息無關(guān)的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)的功能主要有初始化，擦除，編程，讀取，校驗(yàn)等，然后在 MDK 調(diào)試下載階段，會(huì)將算法文件加載到芯片的內(nèi)部 RAM 里面（加載地址可以通過 MDK 設(shè)置），然后 MDK 通過與這個(gè)算法文件的交互，實(shí)現(xiàn)程序下載，調(diào)試階段數(shù)據(jù)讀取等操作。

如圖 1

（Algorithm Functions (keil.com)所示

可以看出 Flash 的擦除過程包括以下幾個(gè)步驟：

a) 加載算法到 RAM（一般指片內(nèi) SRAM）

b) 執(zhí)行初始化函數(shù) Init

c) 執(zhí)行擦除操作，根據(jù)用戶的 MDK 配置，這里可以選擇整個(gè)芯片擦除或者扇區(qū)擦

除。

d) 擦除操作結(jié)束后執(zhí)行 Uninit 函數(shù)

如圖 2

（Algorithm Functions (keil.com)

所示，程序燒錄執(zhí)行流程包括以下步驟：

a)對(duì)所有的 AXF 文件做 init 初始化（AXF 是 MDK 生成的可執(zhí)行文件，也就是需要燒

錄和調(diào)試的代碼）

b)查看燒寫算法 FLM 文件是否存在，如果不存在，則操作結(jié)束；如果存在，則繼續(xù)

c)加載算法文件到 RAM 中

d)執(zhí)行初始化函數(shù) Init

e)加載用戶程序代碼至 RAM 中

f)執(zhí)行寫入編程函數(shù) Program Page

g)執(zhí)行 Uninit 函數(shù)

f)操作結(jié)束

從以上操作過程中可以看出，我們的用戶代碼是先放在 RAM 中緩存的，然后 IDE 通過調(diào)用 RAM 中的 FLASH 寫入函數(shù) Program Page 將代碼寫入到 Flash 中，完成代碼的燒錄。

程序校驗(yàn)操作大致流程如圖 3（Algorithm Functions (keil.com)所示

其中校驗(yàn)要用到 MDK 生成的 axf 可執(zhí)行文件。

校驗(yàn)就是 把 axf 文件中的程序和實(shí)際下載到芯片的程序讀出來做比較。

a)查看燒寫算法 FLM 文件是否存在，如果不存在，則操作失??；如果存在，則繼續(xù)

b)加載算法到 RAM 中

c)執(zhí)行初始化 Init

d)檢查校驗(yàn)算法是否存在：

如果存在，加載應(yīng)用程序到 RAM 中，然后執(zhí)行校驗(yàn)算法函數(shù)

如果不存在，計(jì)算 CRC，將芯片中讀取出來的數(shù)據(jù)和 RAM 中加載應(yīng)用計(jì)算輸出的

CRC 值做比較。

e)執(zhí)行 Uninit 函數(shù)。

f)替換 BKPT（ BreakPoint 斷點(diǎn)指令）為 B. 死循環(huán)指令

h)執(zhí)行 RecoverySupportStop， 恢復(fù)支持停止。

i)執(zhí)行 DebugCoreStop，調(diào)試內(nèi)核停止

g)運(yùn)行應(yīng)用，若運(yùn)行成功，則硬件復(fù)位

k)操作完成，停止調(diào)試端口

模板路徑：

C:Keil_v5ARMPacksARMCMSIS5.6.0Device_Template_Flash

請(qǐng)找到自己 MDK 的安裝路徑，找到后將工程拷貝出來。然后將以下兩個(gè)文件的只讀屬性取消。FlashDev.c 是 flash 信息描述文件，需要根據(jù)自己的 flash 實(shí)際情況修改。FlashPrg.c 是具體擦除、寫入、校驗(yàn)等接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)文件，需要自己根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行開發(fā)。

同時(shí)MDK提供的工程模板原始名字是 NewDevice.uvprojx， 大家可以根據(jù)自己的需要做修改。

6.2.1 修改使用的芯片型號(hào)

6.2.2修改輸出算法文件名

圖6.修改輸出算法文件名

這個(gè)名字是方便用戶查看的， 比如設(shè)置為 stm32h7，那么輸出的算法文件就是stm32h7.flm。

6.2.3設(shè)置算法文件中 RO 和 RW 段的獨(dú)立性

選擇“ ROPI”以及 “RWPI”選項(xiàng)， 可以避免用戶不得不將代碼加載到內(nèi)存中的特定位置。

6.2.4將程序可執(zhí)行文件 axf 修改為 FLM

通過以下命令即可在編譯后生成 FLM 文件。

6.2.5 分散加載設(shè)置

分散加載文件 Target.lin 模板中有提供，--diag_suppress L6305 用于屏蔽 L6503 類型警告信息，設(shè)置了分散加載后， 此處的配置就不再起作用了。

本文主要介紹了基于 MDK 通用模板和已有工程制作 MDK 下載算法的過程。因文章篇幅有限，未展示完整內(nèi)容，完整文章請(qǐng)點(diǎn)擊“閱讀原文”下載。