IAR下QSPI下载算法制作

1. 摘要

本文档主要介绍，在IAR环境下，QSPI下载算法的制作和应用，方便将全字库和图片等资源文件存入QSPI flash里面，这样就可以开发炫酷的人机界面而不占用MCU内部flash资源。以STM32H743为例，QSPI flash用的是华邦的W25Q01JV 1G bits， 128M 字节。一部分用来存储界面的资源文件，一部分用作他用。

2. QSPI flash下载算法

可能大家平时都是使用IAR的默认下载算下到MCU内部flash，没有注意过，在IAR的安装目录下，有很多下载算法，有MCU片内的，页有QSPI等外部Flash等. 而本篇笔记主要是介绍制作外部QSPI flash的下载算法，但无论是内部还是外部，下载算法框架都是一样的，所以必须先来介绍下IAR的flashloader框架。IAR 环境下，程序的下载都是通过flashloader进行的，flashloader其实就是一小段运行在RAM中的程序，因为调试器是不能直接写flash的，只能直接下载到RAM，所以基于解决这个问题就诞生了IAR的flashloader下载框架

IAR的下载框架是开源的遵守Apache许可。可以直接下载使用或者在IAR的安装目录里也有。

http://links.iar.com/cmsis/IAR_flashloader_framework_200.zip

3. 主要构成

3.1 Flashloader 程序

Flashloader程序其实就是一小段可以操作flash的程序，包含一些falsh的擦，写等函数。C-SPY等将falshloader下载到RAM运行，通过调用flashloader里面的函数进行交互。如下就是STM32h7xx系列内部flash的下载算法程序，在IAR的安装目录里可以找到，

而QSPI falsh的下载算法，也是遵守flashloader的框架，只是用来下载到片外SPI接口的flash里面。QSPI flash的下载算法，在IAR的安装路径里有一部分，但不是很全，因为flash型号很多，厂家不一，如果里面有你用的，那么恭喜你可以用，如果没有那么就需要自己制作QSPI flash下载算法。如我使用的华邦的W25Q01JV 就没有，需要自己来制作，不过好在有一些例子可以参考，如下图就是IAR提供的例程，我们正式基于这个工程来修改裁剪适合我们自己外部QSPI flash的下载算法。

3.2 Flash配置文件

配置文件是扩展名为.flash的XML文件，提供flash的基地址，块大小，页大小等，如MCU内部flash的配置文件

在打开开看QSPI flash的配置文件

可以看到XML文件里有如exe，page，block等关键词

Exe 指定flashloader算法的路径，

Page 指定flash的页大小， 如256字节等

Flash_base 指定flash的基地址，如STM32 内部falsh基地址一般为0x08000000等

Block用来指定flash的分布和块大小。

以上是必须的配置，除此之外还有一些可选的，这里不做过多介绍。

3.3 Flash系统配置文件

Flash系统配置文件也是一个XML文件，只是扩展名为.board, 这个文件就是我们要在IDE中指定的

如果你的应用只是片内flash，那么大多时候使用默认的指定就可以，取掉勾选即可，如果你是一部分程序运行在内部flash，一部分资源文件放在外部flash，那么就得指定，如我的工程

点击Edit可以编辑，如下所示

.board文件会指定使用那个.flash配置文件。可以看到我这里有3个.flash, 一个用于配置内部BANK1 flash, 一个用于配置内部BANK 2 flash， 最后一个用于指定QSPI flash 的配置信息。选中任何一个点击Edit可以修改范围，指定路径。还可以添加参数，我这里没有添加扩展参数。

来看下.board文件的全貌，可以看到正是我们在IAR的IDE中在options->Debugger->Download中指定的文件内容。用于高速系统flash的配置信息， 而每一个.flash文件里面指定使用哪一个.out算法和使用哪一个.mac, 更加详细的这些文件的内容可以参考IAR安装目录下的FlashLoaderGuide.ENU.pdf说明文档，如果你要开发自己的下载算法，这个文件需要仔细阅读几遍。

4. 动手制作

前面的都是为这一节铺垫，必须搞清楚.board, .flash, .out, .mac等这些文件的关系，才能制作成功flash下载算法。进入IAR安装目录的src目录下有一些flashloader的源码工程，可以看到有H7，F7等常见系列都有，因为我们使用的是STM32H743芯片，所以按道理使用H7的例程最好，但是经过比较发现H7的例程是基于HAL的，而F7是和HAL无关的，而且支持美信，华邦等厂家，经过考虑选择移植F7的工程，因为flashloader框架都是一样的。所以也很好移植，

复制FlashSTM32F7xx_QSPI的工程到任意非IAR安装目录，因为工程里面需要调用IAR的开源下载框架源码，所以还需要将这一部分也拷出到外部目录，此框架位于IAR的安装目录下的framework2目录里

做好的工程目录如下

其实搭好工程后，许多文件是不用做任何修改的，框架部分的文件，不需要修改，只需要修改QSPI flash驱动，以及一些配置，首先修改工程配置目录，并定义符号 DRV_WINBOND.代表使用华邦flash。

配置输出算法的名称

查看下工程的地址配置，一般是配好的，这里要理解，因为下载算法是运行在RAM中的，所以必须连接到RAM地址。

修改擦写等函数，改为4地址操作指令

修改最多的应该是.mac文件，这个要根据自己的板子硬件管脚修改，文件比较长，这里列出一部分。

编译无误后，还需要制作.flash和.board文件，制作好的.flash文件如下

制作好的.board文件如下

5. 算法验证

将.flash, .board, .out, .mac四个文件拷贝到IAR的安装目录下，就可以使用下载算法了，

找一个工程验证下。拿我之前的TouchGFX 工程验证， 资源文件都是下载到qspi flash里面， 其他在内部flash里面。首先需要配置工程指定board文件

确保验证算法的工程无误后，下载进板子验证下载算法是否正确。

因为下载后，CPU会复位，这时候退出了内存映射模式，不能在进入QSPI flash，要解决这个问题可以参照https://www.iar.com/support/tech-notes/debugger/accessing-external-qspi-memory-in-c-spy/ 应用笔记。顺利解决，主要是制作一个.mac文件，配置装在到应用工程即可。

可以在先仿真， 触摸，操作，显示操作都正常，证明算法没有问题.

6. 参考文档