STM32 -M0内核芯片不同代码区跳转注意事项

STM32 -M0内核芯片不同代码区跳转注意事项

首页角色扮演代号jump中文版更新时间:2024-05-09

对于STM32用户,经常会涉及到通过用户启动程序实现对用户应用程序的更新升级。一般来讲,用户启动程序主要用来跟外界通信,获取新的用户程序代码并实现对用户代码区的应用程序升级。用户应用程序是指实现各种用户功能的代码。 在这个过程中,往往需要做从用户引导程序区(以下简称【BOOT区】)到用户应用程序区(以下简称【APP区】)的跳转,有时可能还需实现从用户应用程序区跳回到用户启动程序区,甚至不同用户程序区的互相跳转等操作。在这些跳转过程中,常常有人的开发工作在此遇到阻碍,甚至颇费周折。

STM32F0代码区跳转

在此我们以STM32F0为例,就芯片内不同程序区的跳转问题做些交流与介绍,限于篇幅,这里仅直接介绍具体操作和注意事项,不做过多拓展介绍。相关知识点可阅读STM32芯片参考手册、STM32相关内核编程手册。 下面介绍中提及的集成编译环境是指ARM MDK,硬件基于STM32F072RB Nucleo开发板。后面我将逐一介绍不同跳转操作的基本流程和注意事项,涉及以下三种情况:

从【BOOT区】跳转到【APP区】

从【APP区】跳转到另外新【APP区】

从【APP区】跳回【BOOT区】

一般来讲,不同区段的执行代码我们通过建立不同的工程项目来实现,最终将不同区段执行代码写入芯片。这里假定BOOT区对应的内部FLASH地址段为0x8000000—0x8004000, APP1区对应的内部FLASH地址段为0x8004000—0x8008000, APP2区对应的内部FLASH地址段为0x8008000—0x800C000。

从【BOOT区】跳转到【APP区】

先说从BOOT区跳转到APP区。这个跳转代码比较简洁、简单,注意跳转前要关闭刚才程序区开启过的所有中断使能,保证所有中断请求位都被清除,不是简单的关闭总中断,否则往往隐患多多。BOOT区相关跳转代码如下:

If ( Jump_Condition Satisfied )

{

if(((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS_APP) & 0x2FFE0000) == 0x20000000)

{ /* Jump to user app */

JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS_APP 4 ;

JumpToApplication = (pFunction) JumpAddress;

__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS_APP); JumpToApplication();

}

}

这个从BOOT区到APP区的跳转最终能否成功,关键还是取决于APP区代码相关配置及准备工作。假设这里的APP区是上面提到的APP1区,内部FLASH地址段为0x8004000—0x8008000,那么在MDK的option项里的memory配置板块要做正确配置,即flash空间与ram空间的配置,如下图所示: IROM1的配置就是APP1代码摆放的起始空间地址及长度。IRAM的配置要注意先保留48个字的空间用来存放中断矢量表的内容。因为stm32F0芯片的中断矢量表的大小就是48个字(即0xc0字节)。至于剩下的内部RAM空间大小由芯片本身的RAM容量决定(这里是基于STM32F072RB芯片,其内部RAM总容量为0x40000)。 另外一件很重要的事情就是做中断矢量表的拷贝。在APP1区的main()程序开头部分,将放在flash程序空间起始部分的连续48个中断矢量地址表拷贝到内部RAM的起始地址段。即将矢量表从0x8004000地址开始拷到0x20000000开始的连续48个字空间(前面提到的存储配置正是为了配合这个拷贝操作)。

基于MDK环境的参考代码如下:

#define APPLICATION_ADDRESS4 (uint32_t)0x08004000

__IO uint32_t VectorTable[48] __attribute__((at(0x20000000)));

int main(void)

{

HAL_Init();

SystemClock_Config();

for(i = 0; i < 48; i ) {

VectorTable[i] = *(__IO uint32_t*)(APPLICATION_ADDRESS4 (i<<2));

}

/* Enable the SYSCFG peripheral clock*/

__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE(); //使能SYSCFG外设

__HAL_SYSCFG_REMAPMEMORY_SRAM();//将内部SRAM 映射到 0x00000000地址 。 ..............后面为用户功能代码。

}

上面代码中绿色语句就是实现中断矢量表从内部flash到内部RAM的拷贝,而红色语句则是为了实现将程序执行的0地址域的重映射,即将程序运行的0地址从内部flash的0x8000000通过重映射机制切换到0x20000000,为的是在APP1区发生中断时CPU能从正确的地方准确获取相应中断矢量地址去执行中断服务程序。 到此,从BOOT区跳转到APP1区就算完成了。

从【APP区】调转到新【APP区】

那么,如果想从APP1区跳转到另外APP2代码区呢?这个跟从BOOT区跳转到APP1区类似。在APP1区的跳转代码这里就不说了,地址给对、代码写对就好。APP2区的代码也同样必须做中断矢量表的拷贝和0地址域的重映射。但因为在APP1代码里已经做过了0地址的重映射,所以就不必重复做了。 假定APP2代码区的内部flash空间安排在为0x8008000—0x800C000。

则MDK里memory布局配置如下:

从【APP区】跳转到【BOOT区】

有时我们还希望或需要程序能从APP区跳回用户BOOT区,那如何操作呢?对于STM32F0芯片而言,程序执行区从APP区跳回BOOT区跟从BOOT区跳到APP区还不太一样,经常有人在这个跳转过程中卡壳,对于跳得出而跳不回感到难以理解。 假设从APP2区跳回BOOT区,在APP2区做跳转准备时除了给定正确的跳转地址外,另一个要做的就是将之前通过重映射将0地址程序空间从内部SRAM切换回内部flash区。实际应用中,我们往往因为忽视了这点,跳回去后一碰到中断就问题来了。另外,从APP区跳回BOOT区无须矢量表的拷贝操作。所以在APP2区执行跳转前需将0地址重映射回内部flash空间,通过运行如下库代码完成:

__HAL_SYSCFG_REMAPMEMORY_FLASH();

几点重要经验总结:

通过以上几种不同情况下操作过程的描述,我们可以知道,想要避免STM32F0在代码调转中出错,应该遵循以下几条关键的经验:

从【BOOT区】跳转到【APP区】,在【APP区】要做中断矢量表的拷贝和将0地址从内部flash切换到内部SRAM起始地址。

从【APP区】跳转到其它新的【APP区】,只需在新的【APP区】的代码里再做中断矢量表的拷贝,并保证相关存储配置的正确。

从【APP区】跳回【BOOT区】,该过程无矢量表的拷贝,只需将0地址执行域重新映射回内部flash区。

不论从什么区跳往什么区,跳转前禁用当前用户打开过的所有中断使能、确保无未处理的中断请求存在或在跳转过程中发生中断。

以上操作流程主要针对基于 COMTEX M0 内核的 STM32F0 系列芯片。

以上文档信息来自ST官方文档。

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