STM32引导过程和系统引导加载程序是什么？

总结

本文提供了有关STM32引导过程的信息。在第一部分中，它概述了这个过程，并介绍了不同的引导模式。在第二部分中，它详细介绍了STM32系统引导加载程序和从内部用户闪存引导STM32。
请注意，STM32MP1未包含在本常见问题解答中。有关更多信息，请参阅wiki页面。  
 

1.STM32引导过程概述

所有STM32微控制器都具有从以下位置启动的功能：
 
  • 主快闪存储器，通常是固件所在的位置：默认值地址0x80000000或选项字节中定义的值（如果可能）。
  • ST嵌入式引导加载程序位于系统闪存中：生产时闪存的代码，不能以任何方式修改。
  • SRAM公司：通常用于调试目的，或需要高性能或不访问闪存的特定操作。

对于STM32，这是仅有的三个可能的引导目标。

 
1.1如何选择引导目标？
 
答案可在STM32的参考手册引导配置一章中找到。
STM32G071的引导配置定义示例：

            
 
见第66页第2.5节RM0444参考手册STM320x1。
根据所选的STM32，此配置将取决于以下各项的组合：
  • 引脚值：
    BOOT0和BOOT1引脚级别，如果在您的包中可用
  • 选项字节数：
    nBoot0/nBoot1/nBoot0_SW
    BOOT_ADD0/BOOT_ADD1/nBOOTO_SEL（引导_附加数据0/引导_附加信息1/引导_选择）
    nDBAN/BFB2银行
    引导锁定
    TZen/NSBOOTADD0/NSBOOTADD 1
    RSSCMD/SECBOOTADD0/SECBOOTADD1
      RDP公司
  • 用户flash的内容
警告：在RDP级别2中，设备只能从主闪存启动
 
1.2关于引导过程的详细信息
 
当STM32通电时，嵌入式闪存会自动加载选项字节。在选项字节加载序列期间，设备仍处于重置状态，无法访问嵌入式闪存。BOOT引脚上的值在重置释放后锁定在SYSCLK的第4个上升沿，然后解析引导模式配置。

 

 

2.STM32系统引导程序

2.1定义
 
引导加载程序存储在内部引导ROM（闪存的系统内存部分），并在生产过程中由ST编程。它的主要任务是通过可用的串行外围设备之一，如USART、CAN、USB、I2C或SPI，将应用程序下载到内部闪存。
 
2.2参考文件：安2606
 
这文件，AN2606STM32微控制器系统内存引导模式，提供了有关以下方面的所有详细信息：
  • 激活模式
  • 有关的信息引导程序版本和限制
  • 硬件连接建议
  • 许多的“注意事项”需仔细阅读（本申请说明中列出了所有已知的限制条件）
  • 如何从用户应用程序跳转到引导加载程序。
备注：在一些具有闪存空检查机制的STM32上，不可能从用户闪存中运行的应用程序跳入引导加载程序。所有细节描述在这个安2606。
检查是否正确激活引导加载程序，或者为了调查与引导加载程序的任何通信问题，我们可以建议您也遵循我们的相关MOOC公司：STM32引导和启动提示MOOC
 
2.3 STM32引导加载程序中使用的协议。
 
对于每个通信接口（CAN/USART/USB/I2C/SPI/FDCAN），专用应用说明描述了协议：
  • 安3154：STM32引导加载程序中使用的CAN协议。
  • 安3155：STM32引导加载程序中使用的USART协议。
  • 安3156：STM32引导加载程序中使用的USB DFU协议。
  • 安4221：STM32引导加载程序中使用的I²C协议。
  • AN4286年：STM32引导加载程序中使用的SPI协议。
  • 安5405：STM32引导加载程序中使用的FDCAN协议。
 
2.4与嵌入式引导加载程序通信的PC工具。
 
  • STM32管式编程器：UART/USB DFU和STLinkV3:I²C、SPI和CAN。
  • DFuse演示：（USB DFU）在维护中考虑。
  • 闪速装载机演示器：（UART）。
 

3.从主闪存启动STM32

 
所有STM32均基于Arm Cortex-M内核。该核心的引导过程是：
  1. 从地址0x0000_0000中获取MSP的初始值。
  2. 从地址0x0000_0004中获取PC的值。
  3. 从与该值对应的地址继续执行。
在许多STM32系列上，内部闪存中的启动地址为0x8000000。此地址通过引导模式机制重新映射到地址0x00000000。位于0x0000_0004的地址将指向重置处理程序。
在一些系列（如STM32H7或STM32L5）上，启动地址可能不同，并且由于选项字节而指定。
牢记二进制文件的第一个32位字是主堆栈指针位置以及第二个32位字是地址或重置处理程序。
重置处理程序实现可以在名为startup_stm32g071xx.s的程序集文件中找到（命名取决于目标设备）。
这个应该出现在您的STM32项目中。
根据您的IDE，您可以在STM32CubeFirmware中找到CMSIS包中的实现。
STM32Cube_FW_G0_VX.Y.Z\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F0xx\Source\Templates\iar
STM32Cube_FW_G0_VX.Y.Z\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F0xx\Source\Templates\gcc
STM32Cube_FW_G0_VX.Y.Z\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F0xx\Source\Templates\arm

例如，在STM32CubeIDE项目中，可以在文件startup_stm32g071xx.s中的以下行设置断点： 
重置句柄：ldr r0，=_estack mov sp，r0/*设置堆栈指针*/
然后调试目标的启动。
 

结论
本文为您提供了有关STM32引导过程的信息。它向您概述了：
  • 可能的不同引导模式
  • 有关嵌入式引导加载程序的信息
  • 从内部闪存机制启动STM32的基本信息