IAR 环境下的 FlashLoader 设计

目录

1.为什么要 Flash Loader
2.Flash Loader 设计细节
2.1 简单的代码框架
2.2 迷人的宏使用
2.3 关键的配置文件
3.dmac 和 mac 文件
4.小结

搞国产车规芯片，IAR 是必不可少的编译调试集成工具，历史背景不赘述，今天主要聊聊基于 IAR 的 Flash Loader 设计关键点。

1.为什么要 Flash Loader

MCU 基本都带 eFlash，如果想基于 Flash 进行调试，直接通过 Debug 口去擦写 Flash，指定是行不通的，因为每家芯片的 Flash IP 不一样，控制器、命令序列也不尽相同；

因此需要一小段基于各家芯片 Flash 定制的驱动程序来实现代码的刷写，这个程序就是 Flash Loader，逻辑和汽车 ECU 的 Bootloader 一样，只是在这里 IAR 充当了上位机，所以 Flash Loader 就需要满足 IAR 的一些定制要求。

有兴趣的可以读一读 IAR 关于 FlashLoader 文档《Flash Loader Development Guide》。

具体流程可以简单总结为下图：

1. IAR Debugger 组件 C-SPY 首先将 Flash Loader 下载到目标板的 RAM 中，剩余的 RAM 用于 Buffer 存放镜像文件。
2. Image 被下载到 RAM Buffer；Flash Loader 调用相关驱动将 Image 刷写至 Flash，直到所有 Image 被刷进 Flash；
3. C-SPY 清空 RAM，将 PC 指向用户程序入口，设置 SP，开始进行调试。

2.Flash Loader 设计细节

2.1 简单的代码框架

IAR 提供了关于 Flash Loader 的模板文件，路径如下：IAR Systerms\arm\src\flashloader\framework2，主要包含如下 6 个文件：

• flash_config.h：Flash Loader 的配置文件，用于设定 C-SPY 和驱动函数的参数等；
• flash_loader_extra.h：额外的框架声明，不过没咋关注；
• flash_loader_asm.s：基于 MCU 内核的启动源码，几乎不用大改，唯一要注意就是 SP 设置；
• flash_loader.c：包含了框架代码，不能修改；
• flash_loader.h：框架原型声明；
• flash_loader_ram.c：真正需要添加具体驱动的文件。

flash_loader_ram.c 里设置好了框架，具体函数接口如下表所示：

源码如下：

很明显，对于 Flash，代码实现的擦写方式显然是不可取的，所以我们需要做的就是在上述函数里实现基于特定 MCU 的驱动，如果芯片厂家接口已经封装好了，直接拿来主义即可。  如下所示：

2.2 迷人的宏使用

代码框架看起来一点也不复杂，但是如果我们遇到了 flash、optionByte 默认受到保护的情况，那么就需要提前去干一些事情，IAR 提供了 Macro 这个功能，用于串联起 C-SPY 和目标硬件，我们以 Debug in Flash 流程为例：

图片来源：IAR C-SPY® Debugging Guide

在 C-SPY 与目标 MCU 连接、下载 Code 的过程中，可通过执行上述宏，来实现我们想要的功能；例如，在 C-SPY 下载完 Flash Loader 到 RAM 后，紧接着就可以执行 execUserFlashReset()，在里面我们可以根据语法添加任意代码，执行完成后 C-SPY 设置 PC 到 Flash Loader 入口，开始执行擦写 Flash 的功能，其余 Macro 用法依次类推。

设计 Flash Loader 时要熟悉这个流程，才能让每个 Macro 在合适的时机发挥作用。

2.3 关键的配置文件

上面全是流程的东西，到现在还没有讨论到最关键的几个地方：C-SPY 如何知道要刷 Flash 的地址映射空间？上述宏在哪里定义？Flash Loader 编译出来放到哪里？

我们直接看看芯驰 E3104 关于 Flash Loader 的配置文件，路径如下：

其中

• .board 文件，XML 格式，是 Flash memory 系统的配置文件，告诉了 IAR 目标板 Flash 相关属性文件，它长这样：

• .flash 文件，同样是 XML 格式，告知 IAR flash loader 程序的路径、flash memory 基地址、flash memory page、block 大小等，一个 board 文件可以包含多个.flash 文件，这样一次可刷写多个 image；

• .mac 文件，包含辅助宏，也就是前面那种图里的各种函数，如下：

那么.out 文件是干的呢？就是 flash loader 工程编译过后的产物。

有兴趣的朋友可以到   路径\arm\src\flashloader 中看看 NXP、Infineon、GD 等 flash loader 的源码。

最后，就是如何在调试界面使用 flash loader，点击 Project->Option->Debugger，选择目标.board 文件，即可加载 flash 相关信息；

点击 Debugger->Setup，选择.mac 文件即可。

3.dmac 和 mac 文件  

有一个容易搞混淆的就是，在安装目录下 Debugger 文件夹里有个 dmac 文件，它不需要我们手动在调试界面加载，自动会在在整个调试过程中它里面的宏也会被调用，我们常用来开关 MPU、操作看门狗等等，如下：

实际上在运行 Flash loader 的时候，dmac 文件里的函数也会被调用，因此我们在设计 mac 文件里的函数时，也需要参考 dmac 里已实现的内容，我们可以打开对应硬件的调试 log 系统，来观察 mac 和 dmac 中的函数调用顺序。

4.小结

到这里，基于 IAR 的 Flash Loader 设计思路就梳理完毕了，剩下的就是开始接收各种调试 bug，就酱！

END

作者：快乐的肌肉
来源：汽车MCU软件设计

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