AT32讲堂008 | AT32 MCU如何用Eclipse插件调试sLib

概述

本文档仅介绍如何通过使用Eclipse、ARM-GCC编译工具、GNU-ARM插件、J-Link或AT-Link等资源来配置及调试AT32F403A的sLib，并提供sLib方案商开发算法范例及终端用户应用范例。关于AT32F403A的sLib详细介绍及说明，请详阅：《AN0040_AT32F403A_407_Security_Library_Application_Note》。环境说明：本文档安装说明基于WINDOWS 7 x64系统下实现，开发板使用AT-START-F403A。关于Eclips调试环境的安装及Eclipse工程的建立，请参阅《AN0033_Eclipse_with_GCC》。本文档所使用的软件都打包到Setup_SLIB_with_Eclipse_and_GCC_V2.0.0.zip，直接解压重新编译后即可运行。解压后Eclipse的workspace位于目录：Setup_SLIB_with_Eclipse_and_GCC_V2.0.0\utilities\slib_with_eclipse_and_gcc_demo。其中包含文件：图1. Eclipse工作目录.metadata：此workspace的环境设定project_l0：方案商开发算法范例project_l1：终端用户应用范例

Project_L0方案商范例

_在此阶段的范例程序，将完成下列几个项目：

将低通滤波器函数编译成可执行(executr-only)的代码；

将低通滤波器函数的代码编排放置到主闪存区地址0x08004000~0x08004FFF(sector8~9)；

将低通滤波器函数的系数编排放置到主闪存区地址0x08005000~0x08005FFF(sector10~11)；

验证成功后，将sector8~9设置为指令安全库区，将sector10~11设置为数据安全库区，此部分可在范例的主程序中以调用slib_enable()函数来完成，或使用Artery ICP Programmer来完成(建议使用ICP工具完成设置)；

产出终端用户程序调用低通滤波函数时，需用到的头文件及符号定义文件。

产生只执行(Exacute-only)代码

设置方式如下：

1) 选择C文件群组或个别的C文件，范例中是把要保护的相关C文件都放在FIR_Filter群组，点击FIR_Filter群组内需要设置只执行的文件，按鼠标右键选择“Properties”

图2. 设置要保护的C文件 

2) 点选C/C++Build->Settings->GNU ARM Cross C Complier->Miscellaneous，在”Other compiler flags”填入-mpure-code以及-mslow-flash-data这两个关键字，然后按Apply使设定生效

图3. 设置Miscellaneous

编排安全库区的地址

Project_L0范例的主闪存映像及RAM的使用分区如下图，RAM的分区主要是为了避免sLib保护区的代码与终端用户的代码用到相同的RAM而产生的冲突问题。图4. 主闪存映像及RAM的使用分区

其中滤波器函数的代码编排放置到主闪存区的地址0x08004000~0x08004FFF(sector8~9)，并将滤波器函数的系数编排放置到主闪存区的地址0x08005000~0x08005FFF(sector10~11)。RAM的部分则是将0x20000000到0x200000FF共256个字节保留给sLib保护区的代码使用。

步骤如下：

1) 依据”AT32F403AxC_FLASH.ld”linker descriptor文件做修改，编写一个ld文件，如project_l0\eclipse_gcc\ld目录下的slib.ld。2) 在slib.ld当中，将主闪存及RAM分区划分如下：3) 将算法代码放到.slib_inst section，低通滤波器的系数放到.slib_data section，并将算法使用到的全局变量指定到.slib_ram section，如下图：图5. 配置code、data、ram section4) 在Project->Properties->C/C++Build->Setting->GNU ARM Cross C Linker->General设定中的Script files，加入slib.ld。图6. 设置Script files5) 本范例会使用到gcc的数学运算函数库libm.a，在Properties->GNU ARM Cross C Linker->Miscellaneous设定中的Other linker flags填入--specs=rdimon.specs，linker才不会出现错误讯息。图7. 设置Other linker flags关于ld文件的语法，可参考GNU linker的相关名文件。

产生头文件及符号定义文件

头文件(header file)跟符号定义文件(symbol definition file)是终端客户应用范例Project_L1在调用FIR低通滤波函数时需要用到。在范例中，就是main.c中包含的fir_filter.h文件。符号定义文件则是定义低通滤波函数的实际地址。

产生符号定义文件的方法：

1) 进入Project->Properties->C/C++Build->Setting的Build Steps设定画面。图8. 设置Build Steps

在Post-build steps的命令行中输入以下命令：

arm-none-eabi-objcopy.exe--keep-symbols="..\keep_sym.txt"-S--remove-section=.ARM.attributes--extract-symbol"${BuildArtifactFileBaseName}.elf""..\fir_filter_symbol.sym"2) 此处fir_filter_symbol.sym是要产出的符号定义文件，keep_sym.txt放在project_l0\eclipse_gcc目录下，是用来选择要产生哪些函数的符号，内容如下：3) 重新编译整个项目后，在project_l0\eclipse_gcc目录下，就会产生一个名为fir_filter_symbol.sym的符号定义文件。

启用安全库区保护

要启用安全库区的保护功能，有以下两种方式：1) 使用ICP刻录工具Artery ICP Programmer(建议用此方式)。使用ICP Programmer启用sLib的方法，请参阅《AT32F403A Security Library Application Note》。2) 使用范例程序main.c之中的slib_enable()函数。在低通滤波函数测试正确后执行过一次此函数，就可以启用安全库区的保护功能。要执行此函数，只要在main.c中使能#define USE_SLIB_FUNCTION即可。

Project_L1终端用户范例

_

Project_L1范例会使用到在Project_L0中调试好，并已经被刻录到AT32F403A芯片的主闪存中且被sLib保护的FIR低通滤波器函数。根据Project_L0提供的头文件、符号定义文件以及主闪存区块映像，终端用户就可以参照Project_L1做到

建立一个应用项目；

引用Project_L0提供的头文件及符号定义文件到项目里；

调用FIR低通滤波器函数；

开发并调试用户自己的应用程序。

注：Project_L1必须使用跟Project_L0开发时一样的工具链及相同版本的编译程序，不然有可能会因为版本差异的兼容性问题，而无法使用Project_L0提供的代码。

建立用户的应用项目

因为Project_L0启用的安全库区已经占用了一些特定的主闪存页面，Project_L1的代码必须参照Project_L0提供的主闪存区块映像来编排放置的地址。其中sector8~11为安全库区所占用，终端用户需使用ld文件将这个区域隔离起来，避免代码在编译时被编排到这个区域内，方式如下：

参照project_l1\eclipse_gcc\ld目录下的end_user_code.ld文件，将主闪存空间切成两个区块FLASH_1及FLASH_2，中间空出来的区域就是sLib保护区。此外，RAM的区域也要保留0x20000000到0x200000FF的区域。如下图：

图9. end-user-code.ld配置

其中SLIB_CODE及SLIB_DATA两个区域，方案商已事先刻录代码，所以设定为NOLOAD，在下载Project_L1代码到主闪存时，就不会再次被下载。

在项目中加入符号定义文件

Project_L0所产生的符号定义文件fir_filter_symbol.sym必须被添加到Project_L1项目中，才能被正确的编译并链结到sLib保护区的代码。方法如下：

1) 将fir_filter_symbol.sym这个文件加到FIR_Filter群组；

2) 打开Project->Properties->C/C++Build->Settings->Tool Setting->GNU ARM Cross C Linker->Miscellaneous设定画面，在Other objects选单中加入此文件，在编译项目时就会可以被引用到。图10. 设置Other objects

关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。