mm32-2nd-bootloader技術白皮書（5）——編譯可在QSPI Flash上運行的程序

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引言

在前文中已經實現了一個能夠在 MDK 平臺進行下載代碼到 QSPI Flash 中的下載算法，以及一個能跳轉執行應用程序的 2nd Bootloader，但若想將代碼下載到 QSPI Flash上并運行，仍需對所需執行的代碼文件進行少量的修改，使其能夠在 QSPI Flash 上運行。

修改Linker文件

本文將 MindSDK 的 PLUS-F5270 hello_world 樣例工程作為所需執行的文件，可通過 MindSDK 官網 (https://mindsdk.mindmotion.com.cn/) 獲取該樣例，如圖 1 所示。

圖1 通過官網獲取 MindSDK PLUS-F5270 hello_world樣例工程

打開 hello_world 樣例工程，在Options for Target選項的Linker頁面下，找到Scatter File選項，該選項中內容為 Linker 所使用的 Scatter File 文件路徑，點擊該選項右側的Edit，此時樣例工程中會彈出對應的 Scatter File 文件界面，如圖 2 所示。

圖2 打開scatter file文件界面

在彈出的 mm32f5277e_flash.scf 文件中，需要根據 QSPI 的存儲器映像配置__ROM_BASE的數值，QSPI 外設的基礎地址為 0x90000000，這個地址值來自于微控制器的用戶手冊的 “地址映射” 章節，如圖 3 所示。因此，__ROM_BASE的數值應該為 0x90000000。

圖3 QSPI 外設的存儲器映像編址范圍

QSPI Flash 的大小為8MB，其中 8MB = 8 * 1024 *1024 = 8388608，換算為 16 進制是 0x00800000，因此，__ROM_SIZE的數值應該為 0x00800000。

Scatter File文件的內容修改如下：

...
/*---------------------FlashConfiguration----------------------------------
;FlashConfiguration
;FlashBaseAddress<0x0-0xFFFFFFFF:8>
;FlashSize(inBytes)<0x0-0xFFFFFFFF:8>
;
*----------------------------------------------------------------------------*/
#define__ROM_BASE0x90000000
#define__ROM_SIZE0x00800000
...

修改源代碼

在配置好 Linker 所需的 Scatter File 文件后，需要對將要執行的文件進行檢查，去除可能會影響到 QSPI Flash 運行的代碼，需要檢查的點如下：

檢查時鐘初始化部分：

是否存在復位 QSPI 模塊的時鐘或復位 QSPI 所使用的 GPIO 引腳時鐘的情況

若存在復位 QSPI 模塊，則處理器將無法從 QSPI Flash 中讀取下一個要執行的指令。

若存在復位 QSPI 使用引腳的時鐘，則運行到引腳時鐘復位后，GPIO 復位，引腳不再作為 QSPI 的接口，因此將會影響到 QSPI 與 QSPI Flash 之間的通信。

在 “hello_world” 工程中，以上代碼可能會出現在 board 目錄下的 “clock_init.c” 中。

檢查引腳初始化部分：

是否占用 QSPI 所使用的引腳

若引腳初始化時，占用 QSPI 所需引腳，將會影響與 QSPI Flash 的通信

在 “hello_world” 工程中，以上代碼可能會出現在 board 目錄下的 “pin_init.c” 中。

不能出現以間接模式操作 QSPI Flash 的代碼

若執行間接模式操作 QSPI Flash 的代碼，會中斷直接讀模式，而直接讀模式是執行存儲在 QSPI Flash 的應用程序的基礎，因此，執行間接模式操作 QSPI Flash 的代碼會使應用程序跑飛。

在 “hello_world” 工程中，沒有執行間接模式操作 QSPI Flash 的代碼。

添加下載算法到可執行文件

該可執行樣例最終將在 QSPI Flash 中存儲并運行，因此，需要添加根據實際所使用的 QSPI Flash芯片而配置的下載算法到樣例工程中，以幫助調試器將指定位置的數據寫入 Flash。

以配置完成的 PLUS-F5270 hello_world 樣例工程為例，打開Options for Target的Debug頁面，選擇Settings選項進入Cortex Jlink/JTrace Target Driver Setup頁面的Flash Download，選擇Add選項，進入下載算法選擇列表，選擇前文中設置好的MM32F5270 QSPI FlashLoader下載算法，點擊Add進行添加，如圖 4 所示。

圖4 添加下載算法到可執行文件中

此處需注意，若下載算法的大小大于Flash Download中RAM for Algorithm的Size選項中的大小，會導致在下載時出現 "Cannot Load Flash Programming Algorithm" 的問題，此時需適當將Size的大小調大一些，本文中設置Size為 0x2000。

驗證

配置完成在 QSPI Flash 上運行的可執行文件后，可嘗試使用下載算法將整個工程下載到 QSPI Flash 中并使用 2nd Bootloader 執行這個工程。

先將前文中實現運行在片內 Flash 的 2nd Bootloader 下載到 PLUS-F5270 開發板中，再將已經配置好的添加了下載算法的 hello_world 樣例工程下載到開發板中的 QSPI Flash 中。下載成功后復位微控制器，通過串口調試器可看到輸出字符 "hello_world"。

圖5 使用QSPI Flash的hello_world樣例工程運行結果

在調試模式下，可以從 Disassemby 窗口觀察到進入main函數后地址處于 0x90000950，屬于 QSPI Flash 的范圍內，由此可見，整個 hello_world 下載到 QSPI Flash中并且正確運行。

圖6 通過調試查看樣例起始地址

至此，已經驗證了下載算法可用， 2nd Bootloader 可用，修改后的樣例工程也可用。

但仍需驗證下中斷是否可用，本文修改 hello_world 工程，驗證 SysTick_Handler() 能否正確執行。

volatileuint32_tsystime=0u;

intmain(void)
{
uint8_tch;

BOARD_Init();

printf("hello,worldrn");

SysTick_Config(CLOCK_SYSTICK_FREQ/1000u);

while(1)
{
if(systime>1000)
{
systime=0;
putchar('*');
}
}
}

voidSysTick_Handler()
{
systime++;
}

將修改后的樣例工程下載并運行在 QSPI Flash 上，其結果如圖 7 所示。

圖7 驗證SysTick中斷可用的樣例結果

至此，也驗證了中斷也可正確執行。

總結

為了編譯可在QSPI Flash上運行的可執行文件，需要作出以下兩件事：

修改 Linker 文件，將 ROM 的位置和大小修改為 QSPI Flash 的映射地址和大小

修改源代碼中所有可能會影響訪問QSPI Flash的代碼，例如 GPIO 的配置，時鐘的配置等

可以發現編譯可在 QSPI Flash上運行的可執行文件并不難，因此可以輕松將應用程序遷移到 QSPI Flash 里。

來源：靈動MM32MCU

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審核編輯 黃宇