【AT-START-F405测评】 SPIFlash下载算法制作

只看该作者 · 2024-5-19 21:45

1.前言
Flash 编程算法是一种用于擦除应用程序或将应用程序下载到 Flash 的程序代码。 MDK 本身支持的各种器件都自带下载算法，存放在 MDK 各种器件的软件包里面，但由于一些芯片容量较小，如STM32H750VB芯片或者一些其他需求需要将代码存储在flash里面时，就需要修改原有的下载算法下载至外部Flash。
2.硬件设计
开发板上使用的spiflash型号为EN25QH128A

对应电路原理图如下所示：

3.制作过程
在Keil\ARM\Flash下存在很多的下载算法，默认会存在很多的下载算法，如下所示，其中官方也提供了一个模板，我们可以根据这个模块进行更改实现我们自己的需求。

复制这个模板工程，打开如下：

点击魔术棒，选择device，device中选择当前的开发板型号，AT32F405RCT7-7

在output下修改名称，即生成算法的名字

原有工程下的两个文件FlashPrg.c和FlashDev.c，FlashPrg.c主要是接口文件，需要自己实现，FlashDev.c则是Flash配置文件。

接下来添加芯片的相关文件，一些配置信息，时钟，外设等内容：

主要添加时钟，GPIO，QSPI几个文件

接下来对接FlashPrg文件中的几个函数：
在初始化中，需要配置我们时钟，qspi使用到的引脚等相关配置：

复制

int Init (unsigned long adr, unsigned long clk, unsigned long fnc) {



  /* Add your Code */

  system_clock_config();

    

  qspi_gpio_config();

    

  /* switch to cmd port */

  qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE);



  /* set sclk */

  qspi_clk_division_set(QSPI1, QSPI_CLK_DIV_4);



  /* set sck idle mode 0 */

  qspi_sck_mode_set(QSPI1, QSPI_SCK_MODE_0);



  /* set wip in bit 0 */

  qspi_busy_config(QSPI1, QSPI_BUSY_OFFSET_0);



  /* enable auto ispc */

  qspi_auto_ispc_enable(QSPI1);



  /*configure xip mode*/

  en25qh128a_qspi_xip_init();

    

  return (0);                                  // Finished without Errors

}

时钟配置调用的是at32f402_405_clock.c文件中的时钟配置，gpio的初始化：

复制

void qspi_gpio_config(void)

{

  gpio_init_type gpio_init_struct;



  /* enable the qspi clock */

  crm_periph_clock_enable(CRM_QSPI1_PERIPH_CLOCK, TRUE);



  /* enable the pin clock */

  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);

  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOC_PERIPH_CLOCK, TRUE);



  /* set default parameter */

  gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);



  /* configure the io0 gpio */

  gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;

  gpio_init_struct.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;

  gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_9;

  gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;

  gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE9, GPIO_MUX_11);



  /* configure the io1 gpio */

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_7;

  gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE7, GPIO_MUX_11);



  /* configure the io2 gpio */

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_8;

  gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE8, GPIO_MUX_11);



  /* configure the io3 gpio */

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_5;

  gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE5, GPIO_MUX_11);



  /* configure the sck gpio */

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2;

  gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE2, GPIO_MUX_11);



  /* configure the cs gpio */

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_11;

  gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE11, GPIO_MUX_11);

}

qspi_xip_enable_config的实现：

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/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  配置 QSPI XIP 模式使能

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void qspi_xip_enable_config(void)

{

  uint32_t xc0_val = 0, xc1_val = 0, xc2_val = 0; // 用于存储寄存器值的临时变量

  qspi_xip_type *custom_xip_config; // 定义指向 qspi_xip_type 类型的指针 custom_xip_config



  // 配置自定义 XIP 配置结构体的各个字段

  custom_xip_config->read_instruction_code = 0xEB; // 设置读取指令代码为 0xEB

  custom_xip_config->read_address_length = QSPI_XIP_ADDRLEN_3_BYTE; // 设置读取地址长度为 3 字节

  custom_xip_config->read_operation_mode = QSPI_OPERATE_MODE_144; // 设置读取操作模式为 1-4-4 模式

  custom_xip_config->read_second_dummy_cycle_num = 6; // 设置读取的第二个虚拟周期数为 6

  custom_xip_config->read_select_mode = QSPI_XIPR_SEL_MODED; // 设置读取选择模式为 QSPI_XIPR_SEL_MODED

  custom_xip_config->read_time_counter = 0xF; // 设置读取时间计数器为 0xF

  custom_xip_config->read_data_counter = 32; // 设置读取数据计数器为 32



  // 配置 xip_cmd_w0 寄存器的值

  xc0_val = (uint32_t)custom_xip_config->read_second_dummy_cycle_num; // 将第二个虚拟周期数写入 xc0_val

  xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_operation_mode << 8); // 将操作模式左移 8 位后写入 xc0_val

  xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_address_length << 11); // 将地址长度左移 11 位后写入 xc0_val

  xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_instruction_code << 12); // 将指令代码左移 12 位后写入 xc0_val

  QSPI1->xip_cmd_w0 = xc0_val; // 将计算得到的 xc0_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w0 寄存器



  // 配置 xip_cmd_w1 寄存器的值

  xc1_val = (uint32_t)custom_xip_config->write_second_dummy_cycle_num; // 将第二个虚拟周期数写入 xc1_val

  xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_operation_mode << 8); // 将操作模式左移 8 位后写入 xc1_val

  xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_address_length << 11); // 将地址长度左移 11 位后写入 xc1_val

  xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_instruction_code << 12); // 将指令代码左移 12 位后写入 xc1_val

  QSPI1->xip_cmd_w1 = xc1_val; // 将计算得到的 xc1_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w1 寄存器



  // 配置 xip_cmd_w2 寄存器的值

  xc2_val = (uint32_t)custom_xip_config->read_data_counter; // 将读取数据计数器写入 xc2_val

  xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_time_counter << 8); // 将读取时间计数器左移 8 位后写入 xc2_val

  xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_select_mode << 15); // 将读取选择模式左移 15 位后写入 xc2_val

  xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_data_counter << 16); // 将写入数据计数器左移 16 位后写入 xc2_val

  xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_time_counter << 24); // 将写入时间计数器左移 24 位后写入 xc2_val

  xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_select_mode << 31); // 将写入选择模式左移 31 位后写入 xc2_val

  QSPI1->xip_cmd_w2 = xc2_val; // 将计算得到的 xc2_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w2 寄存器



  qspi_xip_enable(QSPI1, TRUE); // 启用 XIP 模式

}

接下来UnInit的对接：

复制

int UnInit (unsigned long fnc) {



  /* Add your Code */

  system_clock_disable();

  qspi_xip_enable_config();

  return (0);                                  // Finished without Errors

}

EraseChip函数对接：

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int EraseChip (void) {



  /* Add your Code */

    /* switch to cmd port */

  qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE);

  /* qspi write enable */

  qspi_write_enable();



  /* qspi chip erase */

  qspi_chip_erase();



  /* qspi check busy */

  qspi_busy_check();



  qspi_xip_enable_config();

    

    

  return (0);                                  // Finished without Errors

}

qspi_chip_erase函数实现：

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/**

  * @brief  esmt32m 芯片擦除命令

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void qspi_chip_erase(void)

{

  QSPI1->cmd_w0 = 0;                           // 设置命令寄存器W0为0，无地址需要发送

  QSPI1->cmd_w1 = 0x01000000;                  // 设置命令寄存器W1，指定一个字节的数据长度和单字节命令

  QSPI1->cmd_w2 = 0;                           // 设置命令寄存器W2为0，无额外的数据

  QSPI1->cmd_w3 = 0x60000002;                  // 设置命令寄存器W3，发送0x60命令（芯片擦除），并使用指令周期2

  while((flag_status)(QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts) == RESET); // 等待命令完成，直到命令状态位变为SET

  QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts = TRUE;             // 清除命令状态位，准备接受下一个命令

}

ProgramPage的对接：

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/**

  * @brief  编程页面。

  * @param  adr: 页面起始地址

            sz:  页面大小

            buf: 页面数据

  * @retval 0 表示成功，1 表示失败

  */

int ProgramPage (unsigned long adr, unsigned long sz, unsigned char *buf)

{

  uint32_t i;

  adr -= QSPI1_MEM_BASE; // 将地址转换为相对于 QSPI 基地址的偏移

  qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE); // 禁用 XIP 模式以进行编程操作

  qspi_write_enable(); // 使能 QSPI 写操作



  // 设置 QSPI 编程命令

  QSPI1->cmd_w0 = adr; // 设置命令寄存器W0为要编程的起始地址

  QSPI1->cmd_w1 = 0x01000003; // 设置命令寄存器W1，指定地址和命令数据长度

  QSPI1->cmd_w2 = sz; // 设置命令寄存器W2为要编程的数据大小

  QSPI1->cmd_w3 = 0x32000042; // 设置命令寄存器W3，发送 0x32 命令（页编程），并使用指令周期 42

  

  // 写入数据到 QSPI 数据寄存器

  for(i = 0; i < sz; ++i)

  {

    while((flag_status)(QSPI1->fifosts_bit.txfifordy) == RESET); // 等待发送 FIFO 准备好

    QSPI1->dt_u8 = *buf++; // 将数据写入 QSPI 数据寄存器

  }

  while((flag_status)(QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts) == RESET); // 等待命令完成

  QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts = TRUE; // 清除命令状态位，准备接受下一个命令



  qspi_busy_check(); // 检查 QSPI 是否忙碌



  qspi_xip_enable_config(); // 重新配置并启用 XIP 模式

  return 0; // 返回 0 表示成功

}

FlashDev.C函数的配置：

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struct FlashDevice const FlashDevice  =  {

   FLASH_DRV_VERS,             // Driver Version, do not modify!

   "AT32F405_EN25Q128",        // Device Name 

   EXTSPI,                     // Device Type

   0x90000000,                 // Device Start Address

   16*1024*1024,               // Device Size in Bytes (256kB)

   256,                       // Programming Page Size

   0,                          // Reserved, must be 0

   0xFF,                       // Initial Content of Erased Memory

   3000,                        // Program Page Timeout 100 mSec

   3000,                       // Erase Sector Timeout 3000 mSec



// Specify Size and Address of Sectors

   4096, 0x000000,         // Sector Size  8kB (8 Sectors)

   SECTOR_END

};

现在函数已经对接完了，编译生产算法文件，配置一下地方，模板工程中是已经配置好的

接下来编译工程，生产下载算法文件：

接下来将编译好的下载算法文件复制到Keil\ARM\Flash下，如下所示：

打开一个LED灯工程，在下载算法界面选择刚制作的外部flash算法：

点击确定后，点击下载即可。