手把手教你制作基于IAR、STM32H7的下载算法

本文由作者『Lucas』原创并授权发布，地址：

https://blog.csdn.net/lin_duo/article/details/110754189

下载算法对于大部分工程师来说，只需要会使用即可，也不用过多去关心里面实现的方法。当然，对于有时间的工程师来说，了解下载算法还是有一定好处的。
之前给大家分享过基于Keil MDK环境的下载算法制作，今天就来给大家分享一篇基于IAR、STM32的下载算法的制作。

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环境
IDE环境：IAR EWARM 8.32
单片机：STM32H750VBT6
外部Flash：W25Q64

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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？
IAR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）。
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。
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。
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

  • flash_base：Flash的基础地址

  • page：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
range：表面了Flash的起始地址及结束地址
loader：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。

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制作思想

  • 下载'Flash Loader'开源代码

  • 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()。

  • 生成.out文件

  • 制作.flash文件

  • 制作.borad文件

  • 根据需要制作.mac文件

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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。
1、下载FlashLoder开源代码。
传送门：
https://files.iar.com/public/cmsis/
下载后的文件内容如下图所示：
“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。
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”)。
3、补充函数内容
A.补充FlashInit函数内容
B.补充FlashWrite函数内容
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：
B.IAR->Option->Linker->Output配置的是输出.out文件的内容：
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：
6、制作.board文件，如下图：
7、对于H750内存映射外部Flash还需要制作.mac文件，内容如下：
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。

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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。
IAR->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;
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。
至此，关于IAR下下载算法的制作与验证就全部介绍完了。

参考资料：

FlashLoaderGuide.ENU.pdf
EWARM_DebuggingGuide.ENU.pdf
FlashLoader源码
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