学技术 | STM32F系列向G系列切换应用总结—Boot mode及Option byte

 

很多客户在使用STM32G系列替代STM32F系列时，我们经常会收到客户反馈如果使用串口下载程序？如何修改boot模式？如何将特殊IO复用成通用IO？等等问题；这是由于STM32G系列相对于STM32F系列Boot mode、Option byte发生了一些变化，本文会针对于此类问题做详细的使用讲解。

 

一． STM32G系列Boot mode

1.1 STM32F系列与G系列Boot mode对比

 

STM32F系列通用型及部分高性能（F0、F1、F2、F3、F4）MCU是通过外部Boot Pin来的IO输入状态来配置系统的启动方式，并在MCU上电后的第四个时钟周期锁存Boot Pin状态，启动方式分为三种1.Main Flash Mmemory启动，从Flash存储启动，将0x08000000地址加载应用程序；2.System Memory启动，System Memory存储是系统的自举程序，无法篡改；3.Embedded SRAM启动，当设备从SRAM引导时，在应用程序初始化代码中，必须使用NVIC异常表和偏移寄存器重新定位SRAM中的矢量表。

 

相对于STM32F系列来说，G系列在Boot modes方面最大的改变是增加Option byte与 Boot0 Pin混合配置，启动方式与F系列大致相同。

 

1.2 STM32G系列BOOT mode变换操作

本次操作流程硬件使用NUCLEO-G431RB开发板为例，软件使用STM32CubePrg。

 

STM32G431RBT6默认启动是以上图中的第三种方式，即使用Option byte配置，将nBOOT0位配置为1，使用ST-Link连接，打开Option byte->User Configuration，如下图：

 

此时我们可以通过修改Option byte，来改变系统的启动方式，比如从串口更新程序，需要将系统设置成System Memory启动，运行自举程序，使用图1.2的第七种配置方式，将nBOOT0位置0，nBOOT1位置1,nSWBOOT0位置0，并点击Apply，系统复位之后即从System Memory启动。

 

1.3 ST-Link无法连接恢复操作

一些客户在使用STM32G系列MCU过程中，会出现程序上电后立马处于低功耗或者SWD接口被复用成IO的情况下，ST-Link会无法连接至MCU，导致无法擦除更新程序，在这种情况下可以通过SRAM启动，然后擦除FALSH应用程序；

 

如果在应用中会有低功耗模式及SWD接口复用IO的情况下，建议客户的启动方式采用图1.2中第二种方式，将外部BOOT0 Pin拉低，nSWBOOT0位置1；当在软件调试过程中出现以上情况时，可以外部直接将BOOT0拉高，使用SRAM启动后擦除异常程序。

 

二． STM32G系列Option byte

2.1 STM32G431RB Option byte描述

Option byte是由最终用户根据应用程序要求进行配置，一共是用4 bytes与8 bytes补充构成，通过配置FLASH_OPTR、FLASH_PCROP1SR、FLASH_PCROP1ER、FLASH_WRP1AR寄存器，可以完成软件修改option byte；同时可以使用STM32CubePro修改option byte。

 

FLASH_OPTR寄存器可以进行系统RDP level配置、系统复位相关配置如系统复位电压级别、nRST引脚模式、低功耗复位、开门狗复位等；

 

FLASH_PCROP1SR寄存器用于配置PCROP起始地址；

 

FLASH_PCROP1ER寄存器用于配置PCROP结束地址；（PCROP区域只能用于CPU取值，Debug、CPU取数据、DMA功能全部禁止）

 

FLASH_WRP1AR寄存器用于配置写保护A区域的起始地址和结束地址；

 

FLASH_WRP1BR寄存器用于配置写保护B区域的起始地址和结束地址；（写保护允许有两个非连续区域，写保护区域无法进行mass erase和下载程序）

 

FLASH_SEC1R寄存器用于配置用户代码安全区域，起始地址是0x0800 0000及LOCK_B00T位配置；

 

所有的寄存器操作完成后，可以将FLASH_CR寄存器OBL_LAUNCH（ Force the option byte loading）位置1，即可对所有的配置立即生效，否则需要系统复位才能生效；

 

所有的寄存器配置详细可查阅参考手册RM0440.

 

2.2 软件修改Option byte流程

当需要使用软件修改Option bytes时，建议使用以下步骤：

检查FLASH_SR寄存器的BSY位，当BSY为0时，表示没有其他正在进行的闪存操作，否则需要等待；

解锁FLASH_CR寄存器，向FLASH_KEYR寄存器写入KEY值；

解锁FLASH_OPTR寄存器，向FLASH_ OPTKEYR寄存器写入KEY值；

将FLASH_CR寄存器OPTSTRT置1，表示开始修改Option byte；

修改需要使用的选项字节；

检查FLASH_SR寄存器的BSY位，当BSY为0时，表示修改完成；

如果需要对选项字节立即生效，将FLASH_CR寄存器OBL_LAUNCH位置1，否则需要复位后才能生效；

锁住FLASH_OPTR寄存器；

锁住FLASH_CR寄存器；

断电、上电系统复位，Option bytes修改生效。

 

2.3 STM32CubePro修改Option byte流程

STM32CubePro可以通过使用ST-Link或者在系统存储运行下连接至MCU，打开菜单栏中的Option bytes，修改需要的内容，并点击Apply，点击Apply后修改的Option bytes会立即生效。