STM32N6 的 FSBL 基本流程介紹

1、簡介

STM32N6 是 ST 第一顆帶 NPU 的 MCU 芯片，內(nèi)部只有一小塊 ROM 用于第一階段的 Boot，必須使用外部 Flash 存儲用戶代碼或通過 USB/U(S)ART 串口啟動。另外，STM32N6 的工程引入了一些新的術(shù)語比如 FSBL 等。本文記錄 STM32N6 使用的一些基本啟動步驟，重點介紹FSBL。

2、啟動模式

STM32N6 DK 板，其中 BOOT1 引腳決定了兩種不同的啟動模式，dev boot 和Flash boot/Serial boot 模式：

Flash boot(Boot1 = 0, Boot0 = 0)意味著上電后，BootROM 程序（固化在片內(nèi) ROM 的一小段啟動程序）會嘗試從外部 Flash 啟動，應用程序需要下載到外部 Flash，如果沒有應用則無法啟動。Dev boot 意味著上電后，BootROM 程序嘗試從內(nèi)部 Ram 中啟動。

3、啟動流程和工程框架

3.1. FSBL

FSBL 的全稱為 First Stage Boot Loader, 在上電后，先執(zhí)行片內(nèi) ROM 區(qū)域的BootROM，然后根據(jù) Boot 選項和地址，執(zhí)行相應地址的 FSBL，參考下圖實例為外部Flash 的啟動流程。

系統(tǒng)啟動流程如下：

1. BootROM 啟動后，會驗證 FSBL 的頭，如上圖深黃色部分 1024Bytes 的 Header 信息，可以使用 ST 提供的腳本對 FSBL 進行簽名，F(xiàn)SBL 程序必須完成簽名，不然無法正常啟動。驗證成功后，BootROM 將 FSBL 程序搬運至內(nèi)部 SRAM2：0x34180000 的位置，然后PC 指針跳轉(zhuǎn)過去開始執(zhí)行 FSBL。

2. FSBL 開始執(zhí)行。

3.2. FSBL+Load&Run

APP 的開發(fā)可以在內(nèi)部 SRAM 中調(diào)試完成，開發(fā)完成后通過 External loader 下載到外部Flash。

系統(tǒng)啟動流程如下：

1. 和 3.1 的 FSBL 執(zhí)行一樣，BootROM 先啟動，然后校驗，搬運 FSBL，并跳轉(zhuǎn)到 FSBL。
2. FSBL 開始執(zhí)行，然后拷貝 Appli 的完整內(nèi)容到內(nèi)部 SRAM，包括 data 和 code。然后跳轉(zhuǎn)到 APP 代碼進行執(zhí)行。

3. APP 代碼開始執(zhí)行。

3.3. FSBL+XiP（Execute in Place）

系統(tǒng)啟動流程如下：

1. BootROM 開始執(zhí)行，和圖 2 一樣，校驗完 FSBL 后將其搬運到 SRAM 中。
2. FSBL 開始執(zhí)行，將外部 Flash 配置為 XiP 模式，F(xiàn)SBL 完成后，將 PC 跳轉(zhuǎn)至外部Flash 中 App 的第一條指令。

3. APP 開始執(zhí)行。

3.4. ST FSBL 簽名工具

在簽名前，需要安裝 ST 最新的 CubeProgrammer，并將 STM32MP_SigningTool_CLI.exe的路徑加入到 Windows 系統(tǒng) PATH 環(huán)境變量中，確保該 exe 程序可以被正確找到并運行。

Cut1.1 執(zhí)行：

STM32MP_SigningTool_CLI.exe -bin FSBL.bin -nk -of 0x80000000 -t fsbl -o FSBL

trusted.bin -hv 2.1 -dump FSBL-trusted.bin

Cut2.0 執(zhí)行：

STM32MP_SigningTool_CLI.exe -bin FSBL.bin -nk -of 0x80000000 -t fsbl -o FSBL

trusted.bin -hv 2.3 -dump FSBL-trusted.bin

• -bin: 原始 bin 文件。
• -nk：no keys，沒有使用密鑰相關(guān)選項。
• -of：option flags。
• -t：bin 文件的類型為 fsbl。
• -o：輸出后的文件。
• -hv：header version，版本號。
• -dump：將 bin 文件的 header 信息 dump 出來，方便查看。

FSBL.bin 是原始的 FSBL 工程的 bin 文件，F(xiàn)SBL-trusted.bin 是已經(jīng)被正確簽名并添加好header 的 bin 文件。

3.5. 總結(jié)

既然單獨一個 FSBL 工程里面也可以包含應用程序，那么是不是所有 APP 程序都放在 FSBL里面，然后像 3.1 一樣只編譯和燒錄一個工程即可？

不是，BootROM 最大只能拷貝 512K 字節(jié)，如果工程超過了這個大小，則需要類似 3.2 小節(jié)中所示架構(gòu)。

4、開發(fā)流程

本節(jié)將以 IAR+STM32N6 DK 板為例，介紹 STM32N6 開發(fā)的基本流程。該 demo 位于SDK：

ProjectsSTM32N6570-DKExamplesUARTUART_HyperTerminal_IT 目錄下，該 demo的框架只有一個 FSBL 程序，應用程序和 FSBL 是一個工程，對應 3.1 小節(jié)中的架構(gòu)。