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制作MDK的外部QSPI-FLASH烧录算法

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楼主
实验平台:
硬件: RT-Thread官方ART-PI H750开发版,正点原子4.3寸RGBLCD屏(800*480)
软件: 最新版本的STM32CubeH7固件库,TouchGFXDesigner v4.15和 STM32CubeMX V6.0.1,开发环境MDK v5.29



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沙发
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:08 | 只看该作者
为什么需要QSPI-FLASH烧录算法下载到外部flash
1.在实际的UI设计中往往需要大量的图片和字体,而TouchGFX Designer是把所使用的图片和字体自动转换成了静态数组,这些大数组在内部flash中一般是放不下的,所以需要把这些占用资源比较大的数组放在外部flash中,然后通过QSPI地址映射的方式访问。
打开上个工程的TouchGFX Designer,导入一个带图片的例程:
Edit->import GUI





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板凳
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:08 | 只看该作者
重新打开MDK工程,可以发现generated 分类下多了很多资源,通过如下宏定义可以知道该数组会优先存放在名为“ExtFlashSection”的内存区域中:


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地板
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:08 | 只看该作者
MDK的分散加载文件默认是没有“ExtFlashSection”区域的,我们需要通过编写分散加载文件来配置“ExtFlashSection”段:


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5
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:08 | 只看该作者
通过Edit按钮打开KEIL自己生成的sct文件,然后进行改写:


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6
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:09 | 只看该作者
通过以上配置后,再编译代码,就不会出现flash不足的错误提示了,但是这时候还不能下载代码,因为没有为该段区域配置下载算法,下载会出现“No Algorithm found for: 90000000H - 9000FFFFH”等错误。
查看map文件,可以发现以上资源的地址已经被分配到了0x90000000:



MDK的STM32H7升级包升级至V2.6.0版本后,对ST所有板子的外置Flash下载算法提供了HAL库版本的源码,可以在这个源码的基础上改成你需要的。


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7
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:09 | 只看该作者
安装完成后,找到安装目录,通过以下地址,可以找到源代码:
(提醒一点:默认文件夹的属性是只读类型,所以打开工程后,所有文件都是加锁的,如果想要修改代码,需要把文件夹的属性取消只读)


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8
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:10 | 只看该作者
由于我在更新最新的V2.6.0软件包之前,已经制作了寄存器版本的烧录算法,所以不再使用HAL库版本的了,感兴趣的可以自行修改。
修改烧录算法的思路其实很简单,只需要修改FlashDev.c里边的外部flash大小,然后根据FlashPrg.c模板所需要的接口,添加你的外部flash驱动就行了,因为ART-PI使用的是W25Q128,和正点原子板子所使用的一样,所以直接把正点原子W25Q128的驱动移植过来就可以了。



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9
guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:11 | 只看该作者
工程模板默认已经做好了生成.FLM文件的配置,编译后会自动生成.FLM文件,然后把STM32H7_W25QXX.FLM拷贝到你MDK的安装目录…Keil_v5\ARM\Flash下。

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guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:11 | 只看该作者
添加完下载算法,最后在MDK里修改一下配置,就可以把程序下载到板子里了:


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guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:11 | 只看该作者
还差一步:虽然你把图片和字体资源下载到了外部flash,但是这个时候还没有配置地址映射,所以你的程序依然是读不到数据的,需要添加qspi地址映射的代码。我这里依然借用了正点原子的代码:

//QSPI进入内存映射模式(执行QSPI代码必备前提,为了减少引入的文件,
//除了GPIO驱动外,其他的外设驱动均采用寄存器形式)
void QSPI_Enable_Memmapmode(void)
{
        uint32_t tempreg=0;
        __IO uint32_t *data_reg=&QUADSPI->DR;
        GPIO_InitTypeDef qspi_gpio;
       
        RCC->AHB4ENR|=1<<6;                                                    //使能PORTG时钟          
        RCC->AHB4ENR|=1<<5;                                                    //使能PORTF时钟          
        RCC->AHB3ENR|=1<<14;                                                   //QSPI时钟使能

        qspi_gpio.Pin=GPIO_PIN_6;                                        //PG6 AF10       
        qspi_gpio.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;
        qspi_gpio.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
        qspi_gpio.Pull=GPIO_NOPULL;
        qspi_gpio.Alternate=GPIO_AF10_QUADSPI;
        HAL_GPIO_Init(GPIOG,&qspi_gpio);
       
        qspi_gpio.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_10;                //PF6,7,10 AF9       
        qspi_gpio.Alternate=GPIO_AF9_QUADSPI;
        HAL_GPIO_Init(GPIOF,&qspi_gpio);
       
        qspi_gpio.Pin=GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;                //PF8,9 AF10               
        qspi_gpio.Alternate=GPIO_AF10_QUADSPI;
        HAL_GPIO_Init(GPIOF,&qspi_gpio);
       
        //QSPI设置,参考QSPI实验的QSPI_Init函数
        RCC->AHB3RSTR|=1<<14;                        //复位QSPI
        RCC->AHB3RSTR&=~(1<<14);                //停止复位QSPI
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零
        QUADSPI->CR=0X01000310;                        //设置CR寄存器,这些值怎么来的,请参考QSPI实验/看H750参考手册寄存器描述分析
        QUADSPI->DCR=0X00160401;                //设置DCR寄存器
        QUADSPI->CR|=1<<0;                                //使能QSPI

        //注意:QSPI QE位的使能,在QSPI烧写算法里面,就已经设置了
        //所以,这里可以不用设置QE位,否则需要加入对QE位置1的代码
        //不过,代码必须通过仿真器下载,直接烧录到外部QSPI FLASH,是不可用的
        //如果想直接烧录到外部QSPI FLASH也可以用,则需要在这里添加QE位置1的代码
       
        //W25QXX进入QPI模式(0X38指令)
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零
        QUADSPI->CCR=0X00000138;                //发送0X38指令,W25QXX进入QPI模式
        while((QUADSPI->SR&(1<<1))==0);        //等待指令发送完成
        QUADSPI->FCR|=1<<1;                                //清除发送完成标志位        

        //W25QXX写使能(0X06指令)
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零
        QUADSPI->CCR=0X00000106;                //发送0X06指令,W25QXX写使能
        while((QUADSPI->SR&(1<<1))==0);        //等待指令发送完成
        QUADSPI->FCR|=1<<1;                                //清除发送完成标志位
       
        //W25QXX设置QPI相关读参数(0XC0)
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零
        QUADSPI->CCR=0X030003C0;                //发送0XC0指令,W25QXX读参数设置
        QUADSPI->DLR=0;
        while((QUADSPI->SR&(1<<2))==0);        //等待FTF
        *(__IO uint8_t *)data_reg=3<<4;                        //设置P4&P5=11,8个dummy clocks,104M
        QUADSPI->CR|=1<<2;                                //终止传输
        while((QUADSPI->SR&(1<<1))==0);        //等待数据发送完成
        QUADSPI->FCR|=1<<1;                                //清除发送完成标志位  
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零          

        //MemroyMap 模式设置
        while(QUADSPI->SR&(1<<5));                //等待BUSY位清零
        QUADSPI->ABR=0;                                        //交替字节设置为0,实际上就是W25Q 0XEB指令的,M0~M7=0
        tempreg=0XEB;                                        //INSTRUCTION[7:0]=0XEB,发送0XEB指令(Fast Read QUAD I/O)
        tempreg|=3<<8;                                        //IMODE[1:0]=3,四线传输指令
        tempreg|=3<<10;                                        //ADDRESS[1:0]=3,四线传输地址
        tempreg|=2<<12;                                        //ADSIZE[1:0]=2,24位地址长度
        tempreg|=3<<14;                                        //ABMODE[1:0]=3,四线传输交替字节
        tempreg|=0<<16;                                        //ABSIZE[1:0]=0,8位交替字节(M0~M7)
        tempreg|=6<<18;                                        //DCYC[4:0]=6,6个dummy周期
        tempreg|=3<<24;                                        //DMODE[1:0]=3,四线传输数据
        tempreg|=3<<26;                                        //FMODE[1:0]=3,内存映射模式
        QUADSPI->CCR=tempreg;                        //设置CCR寄存器
       
        //设置QSPI FLASH空间的MPU保护
        SCB->SHCSR&=~(1<<16);                        //禁止MemManage
        MPU->CTRL&=~(1<<0);                                //禁止MPU
        MPU->RNR=0;                                                //设置保护区域编号为0(1~7可以给其他内存用)
        MPU->RBAR=0X90000000;                        //基地址为0X9000 000,即QSPI的起始地址
        MPU->RASR=0X0303002D;                        //设置相关保护参数(禁止共用,允许cache,允许缓冲),详见MPU实验的解析
        MPU->CTRL=(1<<2)|(1<<0);                //使能PRIVDEFENA,使能MPU
        SCB->SHCSR|=1<<16;                                //使能MemManage
}


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guanjiaer|  楼主 | 2021-7-3 10:12 | 只看该作者
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2.STM32H750XBH6的官方指导手册说明内部flash只要128K,这个空间对于做项目来说是远远不够,所以也需要将部分代码下载到外部flash,具体原理和上边差不多,至于你想把哪部分代码放到外部,可以有你自己决定。ART-PI的做法是把bootloader放在内部的128kflash,app部分放在外部flash。
(悄悄告诉你,虽然官方手册上说明内部flash只有128k的大小,但是经过实际测试,可以用到2M的空间,至于超出的空间安全不安全就不知道了)


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