一些使用BlueNRG系列芯片的客户希望预留部分Flash出来给特定的应用存放应用数据或者存放自己特定的应用程序,而又不知道如何修改程序或者配置。错误的配置可能让程序无法运行起来,或者产生一些莫名其妙的错误。下面从各个方便介绍BlueNRG系列的存储相关的基本概念和应用,只有理解了BlueNRG系列Flash和RAM相关的分布和OTA的方式,更改代码或者配置才能得心应手。
温馨提示: 请使用最新版本的SDK进行开发
linker中宏定义可以定义一些宏,直接作用于链接脚本文件,需要注意的是,linker中宏定义并不作用于.c文件或者.h文件,只作用于链接文件(.icf 或者.sct 或者 *.ld)。
官方默认提供了两类OTA的方式,加上由于本身协议栈又可以固定在固定的位置(static stack),组合起来可以有4种。
OTA的详细描述可以参考文档: AN4869_ The BlueNRG-1, BlueNRG-2 BLE OTA (over-the-air) firmware upgrade.pdf
下面只介绍大致的类别。
此方法reset manager 代码可以比较小,2KB,OTA服务存在于应用程序中,应用程序可以备份,两个应用程序都包含协议栈。如果使用静态协议栈,则对应的Flash分布如下图(下图片是基于BlueNRG-LP的,如果是BlueNRG-1/2, Flash空间大小会不一样,协议栈大小也不一样,但这里主要描述基本框架,请忽略实际标记的Flash大小)
![BLE_OTA_ServiceManager and app](./BLE_OTA_ServiceManager and app.png)
这种方式BLE_OTA_ServiceManager和application中都包含协议栈,OTA升级服务存在于boot程序BLE_OTA_ServiceManager中。
如果使用使用静态协议栈,则Flash的分布是这样的:
这种方式协议栈固定在Flash的开始处,Boot中带OTA服务,应用可以使用的空间比较大,上述图片是基于BlueNRG-LP的,如果是BlueNRG-1/2, Flash空间大小会不一样,协议栈占比也不一样(这里侧重描述Flash分布框架,请忽略实际标记的Flash大小)。
链接脚本文件对于不同的编译工具,是不一样的。
Keil --> *.sct
IAR --> *.icf
True studio --> *.ld
下面分析BlueNRG-1/2的最新SDK中IAR平台Chat工程目录下BlueNRG2.icf文件,其他平台一样,可以进行类比。
分析前,我先介绍一个特点,由于Flash的擦除必须是整页操作的,写Flash之前必须将对应的页擦除,所以Flash的划分需要2K对齐。就算只使用到0.9KB,也需要划分2KB区域。
BlueNRG-1/2和BlueNRG-LP系列内存基地址都是0x2000 0000, RAM相关的宏设置比较简单,只有一个相关的宏定义MEMORY_RAM_APP_OFFSET,如果没有定义,则默认为0x00。如果使用静态协议栈方式(固定协议栈)则需要定义此宏,将协议栈使用的内存和应用程序使用的内存区分开来。
举个例子:
SDK默认工程 BLE_Static_Stack + BLE_SensorDemo_Static_Stack 就是将协议栈使用的内存放在内存的低地址区域,将应用程序使用的内存放在高地址,即 BLE_Static_Stack 不定义偏移,使用从0地址开始,BLE_SensorDemo_Static_Stack 工程定义MEMORY_RAM_APP_OFFSET=0xyyy ,其中0xyyy 可以设定为BLE_Static_Stack中使用内存变量的最后一个变量所在的地址,再加上最后一个变量所占的字节数。不同的编译器(IAR, keil,studio)所编译的协议栈占用的内存其实是略微有点点差别。
比方说在BlueNRG-1/2 SDK中 BLE_Static_Stack工程中Keil工具编译到的map文件如下图:
那么在BLE_SensorDemo_Static_Stack工程中应该设定MEMORY_RAM_APP_OFFSET为: >= 0x2000042C - 0x20000000 + 0x34 = 0x460
这里官方这个工程Keil版本是自动生成的,和IAR的一致,需要用户手工调整一下。
MEMORY_FLASH_APP_SIZE: 定义限制程序使用Flash的大小,这里不一定是只指应用程序Flash大小的限制,里面的APP字符容易让用户误会为应用程序,举个例子,如果使用BLE_OTA_ServiceManager工程时,在linker中定义MEMORY_FLASH_APP_SIZE = 0x3000, 则表明BLE_OTA_ServiceManager的大小不能超过0x3000 字节 = 12*1024 字节. 这里BLE_OTA_ServiceManager虽然作为boot程序,但宏定义MEMORY_FLASH_APP_SIZE也是限制本身这个工程编译的程序空间大小不能超过这个范围。
普通不带OTA服务的工程默认大小是: Flash size(256KB or 160KB) - NVM size(4KB) // 160KB是当使用BlueNRG-1时,256KB 是使用BlueNRG-2 or BlueNRG-LP
MEMORY_FLASH_APP_OFFSET: 定义程序编译链接地址的偏移,这里也是不一定是只指应用程序的偏移,同样其他boot工程和其他工程也是同样作为工程链接地址的偏移。
hex文件带地址信息,bin文件不带地址信息。
BlueNRG系列MCU,程序地址在编译时是强绑定的,比方说编译的程序地址是从0x10050000,直接直接下载该程序的bin文件到0x10040000是无法运行起来的。
不同编译平台,对应的linker设置位置不同
Keil -----> Option for target 'xxxx' ---> Linker-----> Misc controls
IAR -----> Options ---> Linker ---> Configuration file symbol definitaions
True studio ---> xxxx---> xxxxx // 此处我暂时也没有找到对应的地方
+-----------------------+ 0x10080000 | | | NVM(4K) | +-----------------------+ 0x1007E800 | | | Higher app (124K) | +-----------------------+ 0x1005F800 | | | Lower app (124K) | +-----------------------| 0x10040800 | Reset Manager (2K) | +-----------------------+ 0x10040000 // 上述A类OTA(升级服务存在于应用端)Flash 布局 // 如果没有定义RESET_MANAGER_SIZE 则默认为2K if( !isdefinedsymbol( RESET_MANAGER_SIZE) ) { define symbol RESET_MANAGER_SIZE = 0x800; } // 计算应用程序可用大小 define symbol MEMORY_FLASH_APP_SIZE = (((_MEMORY_FLASH_SIZE_ - RESET_MANAGER_SIZE - FLASH_NVM_DATASIZE)/2)/2048)*2048; // 计算应用程序偏移 define symbol MEMORY_FLASH_APP_OFFSET = RESET_MANAGER_SIZE; // or /* define symbol MEMORY_FLASH_APP_OFFSET = RESET_MANAGER_SIZE + MEMORY_FLASH_APP_SIZE; */
ST_OTA_HIGHER_APPLICATION: Flash高地址部分的应用(上图Higher app ),当使能这个宏,编译应用程序到Flash的高地址,此方式支持OTA备份。
ST_OTA_LOWER_APPLICATION: Flash低地址部分的应用(上图 Lower app ),当使能这个宏,编译应用程序到Flash的低地址,此方式支持OTA备份。
RESET_MANAGER_SIZE: 影响MEMORY_FLASH_APP_SIZE 和MEMORY_FLASH_APP_OFFSET的数值。如果使用A类静态协议栈方式OTA,这个数值一般在应用程序的linker处重新定义(协议栈和这部分融合在一块了)。
+-----------------------+ 0x10080000 | | | NVM(4K) | +-----------------------+ 0x1007F000 | | | User app (182K) | +-----------------------+ 0x10051800 | OTA Service | | Manager (70K) | +-----------------------+ 0x10040000 // 上述B类OTA(升级服务存在于boot端)Flash 布局 if( !isdefinedsymbol( SERVICE_MANAGER_SIZE) ) { define symbol SERVICE_MANAGER_SIZE = 0x11800; /* Including OTA firmware upgrade service manager application */ } // 计算应用程序size define symbol MEMORY_FLASH_APP_SIZE = _MEMORY_FLASH_SIZE_ - SERVICE_MANAGER_SIZE - FLASH_NVM_DATASIZE; // 计算应用程序偏移 define symbol MEMORY_FLASH_APP_OFFSET = SERVICE_MANAGER_SIZE;
ST_USE_OTA_SERVICE_MANAGER_APPLICATION: 如果定义了此宏,使用上述方式B(升级服务存在于boot端, BLE_OTA_ServiceManager + application)内存方式
SERVICE_MANAGER_SIZE: 影响MEMORY_FLASH_APP_SIZE 和MEMORY_FLASH_APP_OFFSET的数值。如果使用B类静态协议栈方式OTA,这个数值一般在应用程序端的linker处需重新定义。
C类非OTA类程序Flash分布
+-----------------------+ 0x10080000 | | | NVM(4K) | +-----------------------+ 0x1007F000 | | | User app (252K) | +-----------------------+ 0x10040000 // 如果没有定义MEMORY_FLASH_APP_OFFSET 则默认0偏移 if( !isdefinedsymbol( MEMORY_FLASH_APP_OFFSET) ) { define symbol MEMORY_FLASH_APP_OFFSET = 0; } // 如果没有定义MEMORY_FLASH_APP_SIZE, 则默认Flash size -NVM区域可用 if( !isdefinedsymbol( MEMORY_FLASH_APP_SIZE) ) { define symbol MEMORY_FLASH_APP_SIZE = _MEMORY_FLASH_SIZE_ - FLASH_NVM_DATASIZE - MEMORY_FLASH_APP_OFFSET; }
对于BlueNRG SDK系列程序,没有定义宏ST_USE_OTA_SERVICE_MANAGER_APPLICATION,ST_OTA_HIGHER_APPLICATION或者ST_OTA_LOWER_APPLICATION的程序,其实都会归属于C类非OTA类程序。
A B C 类Flash分布本质上只是计算MEMORY_FLASH_APP_OFFSET和MEMORY_FLASH_APP_SIZE的方式不同而已,如果应用需要,也可以改动这个链接脚本文件。
有时工程设置不对,程序没有跑起来,用户不知道如何排查错误,可以通过查看hex文件的内容来检查程序是否设置正确。
用stm32 flash utility 可以直接打开查看hex文件内容。
用UE或者notepad++ 也可以以二进制形式打开,此方式需要对HEX格式比较了解。
首先,你需要确定你应用程序采用哪种OTA方式,A类还是B类还是C类;然后,需要考虑的是是否使用静态协议栈,使用静态协议栈的方式能够比较大力的节省Flash空间。从而,就可以确定程序采用的是哪种Flash分布,确定Flash分布后,更改相关的配置后,编译生成hex文件,检查对应的地址是否是正确的运行地址。
更多内容请参考lucienkuang的帖子《BlueNRG系列的教程_文档_培训资料与常见问题等汇总介绍》
引用: Jacktang 发表于 2021-8-30 08:36 楼主总结的BlueNRG系列存储分析很到位
这个是ST的官方工程师lucienkuang写的,我只是负责搬运到论坛。