STM32F4

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1 应用笔记 STM32F4 系列微控制器的专有代码读取保护前言软件提供商开发了复杂的中间件解决方案 ( 知识产权代码, 或 IP-Code), 保护它们对于微控制器而言至关重要为了应对这一重要需求,STM32F4xx MCU 具有以下功能 : 读保护 (RDP): 防止进行读取操作写保护 : 防止进行不需要的写入或擦除操作专有代码读取保护 (PCROP): 防止进行读写操作本应用笔记对这些闪存保护技术进行了说明, 重点是专有代码读取保护 (PCROP), 并提供了 PCROP 保护的基本示例本文档随附的 X-CUBE-PCROP 固件封装包包含了的源代码, 以及运行示例所需的所有固件模块本应用笔记必须与表 1 中所列的参考手册一起阅读这些文档及其对应的数据手册均可在上获取表 1. 参考文档产品线 STM32F401 STM32F410 STM32F411 STM32F412 STM32F413 STM32F42x/STM32F43x STM32F446 STM32F469/479 参考手册 RM0368 RM0401 RM0383 RM0402 RM0430 RM0090 RM0390 RM 年 8 月 DocID Rev 1 [English Rev 3] 1/38 1

2 目录目录 1 读保护 (RDP) 读保护级别读保护级别读保护级别 RDP 保护的 STM32F4xx 微控制器内部闪存内容更新写保护专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) PCROP 保护概述如何使能 PCROP 保护如何禁用 PCROP 保护存放和执行 PCROP 的 IP-Code 不能 PCROP 保护向量表扇区 PCROP 的 IP-Code 依赖关系 STM32F4 系列的 PCROP 功能可用性示例要求硬件要求软件要求示例概述软件设置 PCROP 保护的 IP-Code:FIR 低通滤波器 STEP1:ST 用户级别 n 生成只执行 IP-Code 存放 IP-Code 将常量放在 PCROP 保护扇区之外保护 IP-Code Step1-ST_Customer_level_n 项目流程执行 PCROP 保护的 IP-Code 创建头文件并生成符号定义文件 STEP2:ST 用户级别 n /38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

3 目录创建一个最终用户项目包含头文件并添加符号定义文件调用 PCROP 保护的 IP-Code 函数 Step2-ST_Customer_level_n+1 项目流程运行最终用户应用程序调试模式中的 PCROP 保护结论版本历史 DocID Rev 1 [English Rev 3] 3/38 3

4 表格索引表格索引表 1. 参考文档表 2. 闪存内容访问 vs. RDP 级别表 3. STM32F4 系列的 PCROP 可用性概述表 4. 预编程 STM32F429ZIT 内部闪存映射表 5. 文档版本历史表 6. 中文文档版本历史 /38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

5 图片目录图片目录图 1. 具有 PCROP 的扇区的闪存映射图 2. PCROP 与写保护图 3. PCROP 保护代码调用位于 PCROOP 保护区域之外的函数图 4. STM32F4 PCROP 流程示例图 5. ST 用户级别 n 和级别 n+1 的示例图 6. FIR 低通滤波器函数框图图 7. 包含文字池的汇编代码示例图 8. 访问 FIR-Filter 选项图 9. 设置 Execute-Only 代码选项图 10. 访问 FIR-Filter 选项图 11. 设置选项 No data reads in code memory 图 12. STM32F429ZIT 内部闪存映射图 13. 分散文件修改图 14. 使用 STM32 STLink Utility 使能 PCROP 图 15. Step1-ST_Customer_level_n 项目流程图 16. 利用 IAR 产生符号定义文件图 17. 利用 Keil 产生符号定义文件图 18. 向 Keil 项目中添加符号定义文件图 19. 将符号定义文件类型设置为 Object 文件图 20. 向 IAR 项目中添加符号定义文件图 21. Step1-ST_Customer_level_n+1 项目流程图 22. PCROP 保护的 IP-Code 汇编代码的读取图 23. 填写 PCROP 保护扇区起始地址图 24. PCROP 保护的 IP-Code 汇编代码的读取 DocID Rev 1 [English Rev 3] 5/38 5

6 读保护 (RDP) 1 读保护 (RDP) 读取保护是全局闪存读保护, 可保护嵌入式固件代码, 避免复制逆向工程使用调试工具读出或其他方式的入侵攻击该保护应在二进制代码载入嵌入式闪存后, 由用户进行设置 1.1 读保护级别 0 级别 0 是默认级别, 闪存完全打开, 可在所有引导配置 ( 调试功能, 从 RAM 从系统内存引导加载程序或从闪存启动 ) 下进行全部内存操作这种模式下, 没有保护 ( 主要用于开发和调试 ) 1.2 读保护级别 1 激活读保护级别 1 时, 即使是从 SRAM 或系统内存引导加载程序来启动, 也不能使用调试功能 ( 如串行线路或 JTAG) 访问 ( 读取, 擦除和编程 ) 闪存或备用 SRAM 但是, 当从闪存启动时, 允许用户代码访问该内存和备用 SRAM 对受保护的闪存进行任何读取请求都会产生一个总线错误将 RDP 选项字节重新编程为级别 0, 可禁用 RDP 级别 1 保护, 这会导致整体擦除 1.3 读保护级别 2 激活 RDP 级别 2 时, 级别 1 所支持的所有保护均有效, 芯片受到全面保护 RDP 选项字节和所有其他选项字节都会被冻结, 不能再修改 JTAG SWV( 单线查看器 ) ETM 和边界扫描被禁用从闪存启动时, 用户代码可以访问内存内容但是, 不再能从 SRAM 或从系统内存引导加载程序启动这种保护是不可逆的 (JTAG 熔断 ), 所以不能回到保护级别 1 或 0 表 2 描述了从内部闪存启动, 或在调试, 或从 SRAM 或系统内存引导加载程序启动时, 对闪存备用 SRAM 选项字节和一次性可编程字节 (OTP) 的不同访问 6/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

7 读保护 (RDP) 存储区保护级别表 2. 闪存内容访问 vs. RDP 级别调试, 从 RAM 或从系统内存引导加载程序启动从 Flash 自举 ( 用户代码 ) 读取写入擦除读取写入擦除主存储器和 BKP 选项字节 OTP 级别 1 无 (1) 无有级别 2 无有级别 1 有有级别 2 无无级别 1 无 NA (2) 有 NA (2) 级别 2 无 NA (2) 有 NA (2) 1. 仅当 RDP 从级别 1 变为级别 0 时进行擦除 OTP 区域保持不变 2. NA = 不适用 1.4 RDP 保护的 STM32F4xx 微控制器内部闪存内容更新当 RDP 保护激活时 ( 级别 1 或级别 2), 内部闪存内容不能通过调试进行更新, 当从 SRAM 或系统内存引导加载程序启动时也不能更新因此对最终产品的一个重要要求就是, 能够将内部闪存中的嵌入式固件升级为新的固件版本, 添加新功能并修正潜在问题该要求可以通过实现用户专用固件来执行内部闪存的应用内编程 (IAP) 来解决, 使用诸如 USART 的通信协议来进行重新编程过程关于 IAP 的更多详细内容, 请参考应用笔记 AN3965, 可在上获取 DocID Rev 1 [English Rev 3] 7/38 37

8 写保护 2 写保护写保护用来保护指定扇区内容, 避免代码更新或擦除这种保护可应用于扇区任何写请求都会产生一个写保护错误如果要擦除 / 编程的地址属于闪存中处于写保护状态的区域, 则通过硬件将 WRPERR 标志置位例如, 如果闪存中至少有一个扇区是写保护的, 则不能对其进行整体擦除, 并且 WRPERR 标志置位根据 nwpri 选项位的保护模式选择 (SPRMOD 选项位 ), 闪存扇区可为写保护或读 & 写 (PCROP) 保护模式要激活每个闪存扇区 i 的写保护 (SPRMOD = 0), 可使用一个选项位 (nwrpi) 当设置扇区 i( 选项位 nwrpi = 0) 为写保护时, 该扇区不能被擦除或编程可通过嵌入式用户代码或使用 STM32 ST-Link Utility 软件和调试接口, 进行使能或禁用写保护管理 8/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

9 专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) 3 专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) 3.1 PCROP 保护概述 PCROP 是闪存中 IP-Code 的读写保护, 应用于扇区, 保护专有代码不被最终用户代码调试器工具或 RAM Trojan 代码所修改或读取任何读或写请求都会产生一个读或写保护错误 : 如果要擦除 / 编程的地址属于闪存中 PCROP 的区域, 则通过硬件将 WRPERR 标志置位当通过 D 总线对 PCROP 的扇区执行读访问时,RDERR 标志置位当从 PCROP 的扇区检测到读或写请求且无法运行该请求时, 会产生一个闪存操作错误中断, 并且 FLASH_SR 寄存器中的 OPERR 标志置位这仅在 FLASH_CR 寄存器中 ERRIE 位被置位时有效受保护的 IP-Code 可以很容易地被最终用户应用程序所调用, 并且仍能受到保护, 不可直接访问 IP-Code 本身 PCROP 不会阻止执行受保护的代码 User-code_start@ 图 1. 具有 PCROP 的扇区的闪存映射 User-code_end@ PCROP_start@ PCROP IP-Code 1 PCROP_end@ MS38228V1 3.2 如何使能 PCROP 保护要激活 PCROP, 必须激活 SPRMOD 选项位, 这会改变 nwrp 选项位的功能 SPRMOD 选项位有效的情况下, 利用与写保护同样的选项字节, 可选择 PCROP 扇区每个扇区可以单独进行 PCROP 保护, 还可以保护附加扇区 ( 当 RDP 设为级别 0 或 1 时 ), 而不必进行全片擦除, 这与禁用 PCROP 保护不同 DocID Rev 1 [English Rev 3] 9/38 37

10 专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) 激活 PCROP 功能时应采取一些预防措施当激活 PCROP 模式时,nWRPi 位的有效值会被反转, 因此如果 SPRMOD = 1 且 nwrpi = 1, 那么用户扇区 i 是 PCROP 保护的要正确激活扇区 i 上的 PCROP, 必须按照以下详细步骤 : 1. 清除所有的 nwrp 位, 除了那些已经被 PCROP 保护的扇区 ( 对于具有两个 Flash 存储器组的 STM32F4 产品, 如 STM32F429ZIT,bank2 的 nwrp 位也必须清零 ); 2. 将需要 PCROP 保护的扇区 i 的 nwrpi 置位 ; 3. 通过置位 SPRMOD 位使能 PCROP 保护关于实现 PCROP 使能的更多详细内容, 请参考所提供的 FW 包 (Step1-ST_Customer_level_n project main.c 文件 ) 中所述的 PCROP_Enable() 函数要重点注意的是, 不能同时存在一个写保护扇区和另一个 PCROP 保护扇区因此用户或者处于写保护模式, 对扇区进行写保护, 或者处于 PCROP 模式, 扇区为 PCROP 保护图 2 显示了 PCROP 和写保护之间的区别图 2. PCROP 与写保护 PCROP SPRMOD = 1b nwrp[2:1] = 11b SPRMOD = 0b nwrp[2:1] = 00b n n PCROP 1 PCROP MS38229V1 3.3 如何禁用 PCROP 保护根据 RDP 级别, 如果 RDP 级别为 1 或 0, 则 PCROP 可被禁用, 但是如果 RDP 设置为级别 2, PCROP 不能被禁用当 RDP 设为级别 2, 所有选项字节都会被冻结, 不能修改因此,PCROP 保护的扇区不能再被擦除或修改, 这样就成为永久性保护 10/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

11 专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) 在受保护扇区上禁用 PCROP 的唯一方法是, 将 RDP 级别从 1 改为 0, 同时清除 SPRMOD 位应用程序开发过程中, 用户可能需要禁用 PCROP 或全局 RDP 保护, 而不必花时间开发或禁用保护功能 STM32 ST-LINK Utility 工具是一个非常简单的禁用或使能保护的方式, 利用调试接口如 JTAG 或 SWD 即可实现, 而无需开发专门的功能关于如何使用 STM32 ST-LINK Utility 软件的更多详细信息, 请参考用户手册 UM0892, 可在上获取注 : 禁用 PCROP 或 / 和全局 RDP 保护会导致全片擦除 3.4 存放和执行 PCROP 的 IP-Code 如前所述,PCROP 不会阻止执行受保护的 IP-Code, 并且其函数可方便地被用户代码所调用 PCROP 保护扇区不被 D-Code 总线读访问, 因此这里重点指出, 只允许进行代码执行 ( 通过 I-Code 总线取指令 ), 而禁止读取数据因此, 受保护的 IP-Code 将无法访问存储在同一区域的相关数据值 ( 如文字池分支表或常量, 执行过程中它们通过 D-Code 总线从闪存中取出 ) PCROP 的代码必须是只可执行的代码, 不能包含任何数据用户必须配置编译器来生成只可执行的 IP-Code, 并且避免任何数据读取, 所需编译器配置在第 4 节中有详细说明不能 PCROP 保护向量表扇区中断向量表包含了每个中断处理程序的进入点地址, 它们可由 CPU 通过 D-Code 总线进行读取通常中断向量表位于首地址 0x 的第一个扇区 ( 例外是在某些情况下, 它会被重新定位到其他区域, 如 SRAM) 将代码置于闪存中进行保护时, 必须遵守以下规则 : 向量表所在的第一个闪存扇区不能 PCROP 保护待 PCROP 保护的代码不能位于第一个扇区中 PCROP 的 IP-Code 依赖关系受保护的 IP-Code 可以从位于用户代码区域中以及 PCROP 保护区之外的库中调用函数这种情况下,IP-Code 中包含了相关函数地址, 允许 PC( 程序计数器 ) 在执行 IP-Code 时跳转到这些函数一旦 IP-Code 被 PCROP 保护, 则这些地址不能更改因此, 每个调用函数必须位于 (PCROP 保护区域之外 )PCROP 保护 IP-Code 中写入的相应固定地址, 否则 PC 跳转到无效地址,IP-Code 将无法正常工作要完全独立, 受保护 IP-Code 必须与其所有关联函数放在一起 DocID Rev 1 [English Rev 3] 11/38 37

12 专有代码读保护 (Proprietary Code Read Out Protection,PCROP) 图 3 显示一个示例, 其中 PCROP 保护的 Function_A() 调用位于 PCROP 保护区域之外的固定地址的 Function_B() 图 3. PCROP 保护代码调用位于 PCROOP 保护区域之外的函数 User-code_start@ Function_B fixed@ User-code_end@ PCROP_start@ Function_B() { ; ; ; } Function_A() { Function_B(); } PCROP PCROP_end@ MS38280V1 3.5 STM32F4 系列的 PCROP 功能可用性表 3 给出了 STM32F4 微控制器的 PCROP 保护可用性闪存大小和扇区数的概述表 3. STM32F4 系列的 PCROP 可用性概述产品线闪存 ( 字节 ) 扇区数 PCROP 可用性 STM32F401 最大 512 K 多达 8 有 STM32F405/415 最大 1 M 多达 12 无 STM32F407/417 最大 1 M 多达 12 无 STM32F411 最大 512 K 多达 8 有 STM32F427/437 最大 2 M 多达 24 有 STM32F429/439 最大 2 M 多达 24 有 STM32F446 最大 512 K 多达 8 有 STM32F469/479 最大 2 M 多达 24 有 12/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

13 4 本应用笔记提供的固件示例对 PCROP 保护的使用情形进行了说明开发此固件所需的所有步骤均在本章详细说明 4.1 示例要求硬件要求软件要求运行此示例所需的硬件如下 : 嵌入了 STM32F429ZIT MCU 的 STM32F429I-DISCOVERY 板微型 USB 数据线, 用来为 NUCLEO 板上电, 并连接嵌入式探索 STLINK 进行调试和编程需要下列软件工具 : IAR Embedded Workbench 或 Keil µvision IDE STM32 STLink Utility 主要用于使能或禁用 PCROP 保护 4.2 示例概述本例描述了 ST 用户级别 n 向 ST 用户级别 n+1 提供具有关键 IP-Code 的预编程 STM32F429ZIT MCU 的用例 IP-Code 必须通过激活 PCROP 来保护, 允许 ST 用户级别 n+1 使用其函数 ( 不能读取或修改它 ) 来对最终用户应用程序进行编程 ST 用户级别 n 应将下列输入与预加载的 STM32 MCU 一起提供 : 闪存映射, 定义了准确的 PCROP 保护 IP-Code 位置和可用的编程扇区 ST 用户级别 n+1 项目必须包含的头文件, 其中含有最终用户代码中调用的 IP-Code 函数定义符号定义文件, 包含 PCROP 保护的 IP-Code 函数符号所述用例如图 4 中所示意 DocID Rev 1 [English Rev 3] 13/38 37

14 图 4. STM32F4 PCROP 流程示例 ST n IP-Code n+1 IP-Code MS38231V1 OEM( 原始设备制造商 ) 可以是使用 STM32F4 微控制器的 ST 用户级别 n 然后 OEM 提供预编程 MCU 给 ST 用户级别 n+1, 这可能是制造最终用户产品的 END CUSTOMER, 如图 5 中所示图 5. ST 用户级别 n 和级别 n+1 的示例 OEM ST n STM32F4 MCUs STM32F4 MCUs ST n+1 MS38281V1 14/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

4.2.1 软件设置本应用笔记提供了两个项目 : 项目 1:STEP1-ST_Customer_level_ n 此项目显示了 ST 用户级别 n 如何存放保护和执行其 IP-Code, 以及如何生成 IP-Code 关联文件如头文件和符号定义文件, 并提供给 ST 用户级别 n+1 的示例此项目包括两种不同的项目配置 : PCROP-IP-Code-XO: 此配置下,

IP-Code 的 STM32F429ZIT 后, 如何利用这些受保护的 IP-Code 函数来创建其自己的最终用户应用程序的示例 4.

15 4.2.1 软件设置本应用笔记提供了两个项目 : 项目 1:STEP1-ST_Customer_level_ n 此项目显示了 ST 用户级别 n 如何存放保护和执行其 IP-Code, 以及如何生成 IP-Code 关联文件如头文件和符号定义文件, 并提供给 ST 用户级别 n+1 的示例此项目包括两种不同的项目配置 : PCROP-IP-Code-XO: 此配置下, 编译器配置为生成只执行 IP-Code, 避免对其进行数据读取 PCROP-IP-Code: 此配置下, 编译 IP-Code, 不阻止数据 ( 文字池 ) 生成此配置专门用来进行测试, 显示 PCROP 保护的 IP-Code 必须为只执行代码项目 2:STEP2-ST_Customer_level_n+1 此项目显示了 ST 用户级别 n+1, 在得到预编程了 PCROP 保护的 IP-Code 的 STM32F429ZIT 后, 如何利用这些受保护的 IP-Code 函数来创建其自己的最终用户应用程序的示例 4.3 PCROP 保护的 IP-Code:FIR 低通滤波器作为待保护的 IP-Code 示例, 将对来自 CMSIS-DSP 的 FIR 低通滤波器算法进行描述, 重点介绍在不提供函数本身详细信息的情况下, 如何保护和调用此 IP-Code 函数 FIR 低通滤波器从输入中滤除高频信号分量输入信号是频率为 1 KHz 和 15 KHz 的两个正弦波之和低通滤波器 ( 其预配置截止频率设为 6 KHz) 滤除 15 KHz 信号, 在输出端留下 1 KHz 正弦波图 6 显示了 FIR 低通滤波器框图图 6. FIR 低通滤波器函数框图 testinput_f32_1khz_15khz FIR_lowpass_filter () MS38230V1 所用 CMSIS DSP 软件库函数 : arm_fir_init_f32(): 配置滤波器的初始化函数, 在 arm_fir_init_f32.c 文件中有描述 ; arm_fir_f32(): 表示 FIR 滤波器的初等函数, 在 arm_fir_f32.c 文件中有描述 DocID Rev 1 [English Rev 3] 15/38 37

16 以下函数利用上述 CMSIS DSP 函数来创建 : FIR_lowpass_filter(): 表示 FIR 滤波器的全局函数, 在 fir_filter.c 文件中有描述嵌入到 STM32F4 微控制器中的 FPU 和 DSP 用来进行信号处理和浮点计算, 以输出正确信号关于 FIR 函数的更多详细信息, 用户可参考相关软件包里 Drivers/CMSIS/Documentation/DSP 目录中的 CMSIS 文档 4.4 STEP1:ST 用户级别 n 此阶段中,ST 用户级别 n 将 : 生成只执行 IP-Code; 将 IP-Code 置于内部闪存的扇区 2 中 ; 保护置于扇区 2 中的 IP-Code; 通过在主代码中调用其函数, 执行 IP-Code; 创建头文件, 并生成符号定义文件, 用于 STEP2-ST_Customer_level_n+1 项目生成只执行 IP-Code 每个工具链都有其自己的选项, 来防止编译器生成文字池和分支表例如,Keil 具有 Execute-only Code 选项, 而 IAR 有 No data reads in code memory 选项图 7 显示了包含文字池的汇编代码, 其中指令格式为 VLDR <variable>, [ PC + <offset> ] 图 7. 包含文字池的汇编代码示例 16/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

17 Keil : 使用 Execute-Only 命令对于 Keil, 必须使用命令 --execute_only 来生成无文字池和分支表的代码, 防止编译器对代码扇区生成任何数据访问 --execute_only 命令必须用于 PCROP 保护的代码要设置此命令, 请右键单击组文件或 IP-Code, 并选择 Options for Group FIR-Filter, 如图 8 中所示图 8. 访问 FIR-Filter 选项 DocID Rev 1 [English Rev 3] 17/38 37

$设置 Execute-Only 代码选项然后在分散文件中, 用 execute-only +XO 替换选项 read only +RO 更新 Keil 分散文件必须更新分散文件, 才能将 IP-Code 文件设置为仅执行代码, 如下所示 LR_PCROP 0x08008000 0x00004000 { ER_PCROP 0x08008000 0x00004000 { ; load$

18 在以下窗口中 ( 见图 9) 选择选项 Execute-only Code, 然后 execute_only 命令会自动被添加到编译器控制字符串字段中图 9. 设置 Execute-Only 代码选项然后在分散文件中, 用 execute-only +XO 替换选项 read only +RO 更新 Keil 分散文件必须更新分散文件, 才能将 IP-Code 文件设置为仅执行代码, 如下所示 LR_PCROP 0x x { ER_PCROP 0x x { ; load address = execution address arm_fir_f32.o (+XO) arm_fir_init_f32.o (+XO) FIR_Filter.o (+XO) } } IAR: 代码内存中不进行数据读取对于 IAR, 必须使用选项 No data reads in code memory 来防止编译器对代码扇区生成任何数据访问要激活此选项, 请右键单击包含 IP-Code 源文件的文件组 FIR-Filter, 然后 ( 见图 10) 选择 Options 18/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

19 图 10. 访问 FIR-Filter 选项然后, 在以下窗口中, 选择选项 No data reads in code memory, 如图 11 中所示图 11. 设置选项 No data reads in code memory DocID Rev 1 [English Rev 3] 19/38 37

20 4.4.2 存放 IP-Code 如前所述,PCROP 保护的代码不能在中断向量表所在的第一个扇区中这就是为什么我们要把 IP-Code 放在内部闪存的 Sector 2 BANK1 中, 而用户代码和向量表则从第一个扇区开始存放, 如图 12 所示图 12. STM32F429ZIT 内部闪存映射 0x x08007FFF 0x x0800BFFF 0x0800C000 0x0800FFFF PCROP IP-Code IP-Code 0x081FFFFF MS38272V1 Keil 分散文件要将 IP-Code 放入 Sector 2, 需按照以下顺序 : 进入 Project Options for Target, 选择连接器选项卡, 然后从 Target Dialog 中取消选中 Use Memory Layout, 如图 13 中所示, 然后点击 Edit 按钮来修改 PCROP-w-XO.sct 分散文件然后打开分散文件 IP-Code 对象文件应放在名为 LR_PCROP 的新的专用加载区域中, 如下所示 : LR_PCROP 0x x { ; IP Code dedicated load region ER_PCROP 0x x { arm_fir_f32.o (+XO) arm_fir_init_f32.o (+XO) FIR_Filter.o (+XO) 20/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

21 } } 图 13. 分散文件修改 IAR ICF 文件要使用 IAR 将 IP-Code 放在 Sector 2 中, 请打开 ICF 文件并添加新的加载区域, 如下所示 : define symbol ICFEDIT_region_PCROP_start = 0x ; define symbol ICFEDIT_region_PCROP_end = 0x0800BFFF; define region PCROP_region = mem:[from ICFEDIT_region_PCROP_start to ICFEDIT_region_PCROP_end ]; place in PCROP_region { ro object arm_fir_f32.o, ro object arm_fir_init_f32.o, ro object FIR_Filter.o}; 将常量放在 PCROP 保护扇区之外所有 IP-Code 常量 ( 例如, 整数, 浮点数或字符串 ) 必须放在 PCROP 保护的区域之外, 因为它们不能被 D-Code 总线进行访问链接器文件可用来将常量放在特定内存区域中, 如以下示例所示 DocID Rev 1 [English Rev 3] 21/38 37

22 示例 :IAR ICF 文件 : define symbol ICFEDIT_region_CONST_start = 0x0800C000; define symbol ICFEDIT_region_CONST_end = 0x0800FFFF; define region CONST_region = mem:[from ICFEDIT_region_CONST_start to ICFEDIT_region_CONST_end ]; place in CONST_region {section.rodata}; 对于 IAR operator 定义常量时, 以及对于 Keil 使用 attribute ((at(address))) 定义常量时, 另一种方法是直接将常量放在用户代码中的固定地址本例中使用了这个方法, 在 fir_filter.c 文件中进行常量定义, 类似于下面的例子利用 Keil, 将常量放在固定地址 const int k attribute ((at(0x0800c000))) = 500; /* 将常量 k 放在闪存的 0x0800C000 */ 利用 IAR, 将常量放在固定地址 const int 0x0800C000 = 500; /* 将常量 k 放在闪存的 0x0800C000 */ 注意 : 存放 IP-Code 常量时, 用户应该考虑到这些常量可能会被 ST 用户级别 n + 1 删除或修改, 因此 IP-Code 函数将会无效因而建议将这些常量放在专用扇区, 其中不编程用户代码然后这个内存区域应在提供给 ST 用户级别 n+1 的闪存映射中突出显示保护 IP-Code 使用 PCROP_Enable() 函数激活 PCROP 使用 Step1-ST_Customer_level_n project main.c 文件中定义的 PCROP_Enable() 函数, 激活 Sector 2 上的 PCROP, 从而实现 IP-Code 保护当此函数至少执行了一次时,Sector 2 变为读 / 写保护的, 任何 IP-Code 修改都需要禁用 PCROP, 然后全部闪存内容都会被擦除使用 STM32 STLink Utility 激活 PCROP 要利用 STM32 STLink 激活 Sector 2 上的 PCROP, 用户必须按照下面所示的顺序 : 板子上电, 然后在 STLink Utility 接口进入 Target Option bytes 下面的窗口中, 将闪存保护模式设置为读 / 写保护, 并使能 Sector 2 上的保护, 如图 14 中所示, 然后点击 Apply 按钮 22/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

图 14. 使用 STM32 STLink Utility 使能 PCROP 4.4.5 Step1-ST_Customer_level_n 项目流程图 15 说明了采用两种项目配置的 Step1-ST_Customer_level_n 项目流程 : PCROP-IP-Code-XO( 红色表示 ):PCROP 保护的 IP-Code 不包含任何文字池, 然后 FIR

23 图 14. 使用 STM32 STLink Utility 使能 PCROP Step1-ST_Customer_level_n 项目流程图 15 说明了采用两种项目配置的 Step1-ST_Customer_level_n 项目流程 : PCROP-IP-Code-XO( 红色表示 ):PCROP 保护的 IP-Code 不包含任何文字池, 然后 FIR 滤波器算法成功运行, 注意如果从 / 向 PCROP 保护区域发送读 / 写请求, 则会产生一个读错误中断并且系统复位 PCROP-IP-Code( 蓝色表示 ):IP-Code 包含文字池, 当开始执行 PCROP 保护的 IP-Code 时, 会产生一个读操作错误中断, 然后启动系统复位, 系统重新开始 DocID Rev 1 [English Rev 3] 23/38 37

24 图 15. Step1-ST_Customer_level_n 项目流程 LED PCROP 2 PCROP PCROP LED 2 PCROP LED PCROP IP-Code LED FIR LED PCROP-IP-Code PCROP-IP-Code-XO MS38274V1 24/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

25 4.4.6 执行 PCROP 保护的 IP-Code 一旦 IP-Code 被编程在 Sector 2 上并且受到保护, 则必须通过调用用户代码中的函数来对其进行测试本章我们将介绍, 如何执行具有两种配置的 Step1-ST_Customer_level_n 项目中 PCROP 保护的 IP-Code, 注意 PCROP-IP-Code 配置仅用于测试, 不能用于 STEP2 PCROP-IP-Code-XO 才是正确的配置, 这里编译器被设置为产生只执行 IP-Code 这是用来运行 Step2- ST_Customer_level_n+1 项目的配置 PCROP-IP-Code-XO( 必须在 STEP2 之前使用 ) 编译器配置为生成只执行 IP-Code, 避免对其进行数据读取 ( 避免文字池 ) 1. 打开位于 Step1-ST_Customer_level_n 目录中的项目, 选择您首选的工具链 2. 选择 PCROP-IP-Code-XO 配置 3. 重建所有文件 4. 按照以下顺序运行示例 : a) 为板子上电, 在载入代码之前, 检查是否存在任何 PCROP 保护或写保护的扇区如果有, 则使用 STM32 STLink Utility 禁用该保护, 然后载入代码程序加载完毕后, 红色 LED 应连续闪烁 ; b) 按下用户按钮键来激活 PCROP 保护, 当此完成时, 绿色 LED 会亮起,Sector 2 被 PCROP 保护, 否则红色 Led 亮起,PCROP 激活失败 ; c) 按下用户按钮键来执行在 main.c 文件中调用的 PCROP 保护 IP-Code, 绿色 LED 应连续闪烁 PCROP-IP-Code( 仅用于测试, 不能用于 STEP2) 没有使用特殊的编译器选项, 仅用于测试目的, 说明对于 PCROP 保护的代码, 必须避免代码中的数据 ( 如文字池和分支表 ) 1. 在位于 Step1-ST_Customer_level_n 目录的同一个项目中, 选择 PCROP-IP-Code 配置 2. 重建所有文件 3. 按照以下顺序运行示例 : a) 为板子上电, 在载入代码之前, 检查是否存在任何 PCROP 保护或写保护的扇区如果有, 则利用 STM32 STLink Utility 禁用该保护, 然后载入代码 ; 当程序加载完毕时, 红色 LED 应连续闪烁 ; b) 按下用户按钮键来激活 PCROP 保护, 当此完成时, 绿色 LED 会亮起,Sector 2 被 PCROP 保护, 否则红色 LED 亮起,PCROP 激活失败 ; c) 按下用户按钮键来执行在 main.c 文件中调用的 PCROP 保护 IP-Code, 会产生一个错误操作中断, 启动系统复位, 并且红色 LED 连续闪烁 DocID Rev 1 [English Rev 3] 25/38 37

26 解释低通滤波器函数计算 testinput_f32_1khz_15khz 输入信号, 并输出 1 KHz 正弦波输出数据 testoutput 随后与 MATLAB 已计算出的参考 refoutput 进行比较, 如果二者匹配, 则绿色 LED 连续闪烁, 否则红色 LED 连续闪烁对于 PCROP-IP-Code 配置, 其中 PCROP 保护的 IP-Code 包含文字池 : 执行 IP-Code (FIR_lowpass_filter() 函数 ) 时, 不能通过 D-Code 总线访问文字池, 然后 RDERR 标志置位 OPERR 标志也被置位, 并产生一个读操作错误中断, 然后在 HAL_FLASH_OperationErrorCallback() 函数中启动系统复位, 红色 LED 连续闪烁但是对于 PCROP-IP-Code-XO 配置,IP-Code 可正确执行, 绿色 LED 会连续闪烁注 : 更多详细内容, 请参考固件包中的 readme.txt 创建头文件并生成符号定义文件要提供给 ST 用户级别 n+1 的头文件包含要使用的 IP-Code 函数定义本例中包含在 main.c 文件中的是 fir_filter.h 文件利用 IAR 产生符号定义文件 IDE 中, 要导出 PCROP 保护的 IP-Code 符号, 请选择 Project Options Build Actions, 并在 Post-build 命令行文本字段中指定以下命令行 : $TOOLKIT_DIR$\bin\isymexport.exe --edit "$PROJ_DIR$\steering_file.txt" "$TARGET_PATH$" "$PROJ_DIR$\fir_filter.o" 这里, 创建 steering_file.txt 用作选项, 使生成的符号文件中只有 IP-Code 函数符号要使符号文件中只有 IP-Code 函数, 则必须创建 steering_file.txt, 如下所示 : show arm_fir_f32 show arm_fir_init_f32 show FIR_lowpass_filter 这里 show 命令用来保留所生成符号定义文件中的首选函数所生成符号定义文件 fir_filter.o 可通过将其添加到 STEP2-ST_Customer_level_n+1 IAR 项目中来使用 26/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

27 图 16. 利用 IAR 产生符号定义文件利用 Keil 产生符号定义文件要利用 Keil 生成符号定义文件, 请进入 Linker 选项卡中的 Project 选项, 添加命令 -- symdefs=fir_filter.txt 并重新构建项目 DocID Rev 1 [English Rev 3] 27/38 37

$图 17. 利用 Keil 产生符号定义文件名为 fir_filter.txt 的符号定义文件随后会在 Step1-ST_Customer_level_n\MDK- ARM\PCROP-IP-Code-XO 目录中创建该文件包含项目的所有符号, 因此只能保留最终用户所调用的那些 IP-Code 函数所有其他函数都应该被删除, 然后产生的符号定义文件为符号定义文件 fir_filter.$

28 图 17. 利用 Keil 产生符号定义文件名为 fir_filter.txt 的符号定义文件随后会在 Step1-ST_Customer_level_n\MDK- ARM\PCROP-IP-Code-XO 目录中创建该文件包含项目的所有符号, 因此只能保留最终用户所调用的那些 IP-Code 函数所有其他函数都应该被删除, 然后产生的符号定义文件为符号定义文件 fir_filter.txt: #<SYMDEFS># ARM Linker, : Last Updated: Sat May 16 20:25: x T FIR_lowpass_filter 0x d T arm_fir_f32 0x T arm_fir_init_f32 28/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

29 4.5 STEP2:ST 用户级别 n+1 ST 用户级别 n+1 具有来自用户级别 n 的, 预加载 PCROP 保护的 IP-Code 的 STM32F429ZIT MCU, 提供的符号定义文件以及头文件注意 : 然后参考由 ST 用户级别 n 提供的闪存映射,ST 用户级别 n+1 应 : 创建最终项目 ; 在其项目中包含 ST 用户级别 n 提供的的头文件以及添加其提供的符号定义文件 ; 调用 PCROP 保护的 IP-Code 函数 ; 执行并调试最终用户应用程序 ST 用户级别 n+1 必须使用与 ST 用户级别 n 完全相同的工具链和编译器版本, 来开发和编程 IP-Code, 否则 ST 用户级别 n+1 不能使用该 IP-Code 在所提供的示例中, 对于两个项目 STEP1-ST_Customer_level_n 和 STEP2- ST_Customer_level_n+1, 用户必须使用同样的工具链和编译器版本例如, 如果使用了 MDK-ARM 工具链 V5.14 来运行 STEP1-ST_Customer_level_n 项目, 则必须也使用它来运行 STEP2-ST_Customer_level_n+1 项目创建一个最终用户项目 ST 用户级别 n+1 将根据表 4 中所述的闪存映射来存放其代码 Sector 2( 灰色线 ) 不可用, 因为它是 PCROP 保护的, 而 Sector 3( 浅黄色线 ) 不能使用, 因为它包含 IP-Code 常量因此, 在执行链接器文件时, 用户必须小心, 避免将任何代码放在这些区域表 4. 预编程 STM32F429ZIT 内部闪存映射扇区编号 (Sector number) 扇区大小起始地址内容扇区 0 16 KB 0x 扇区 1 16 KB 0x 扇区 2 16 KB 0x 可提供 PCROP 保护的 IP-Code 扇区 3 16 KB 0x0800C000 IP-Code 常量扇区扇区 KB KB 0x x080E0000 扇区 KB 0x 可提供扇区 KB 0x081C0000 扇区 KB 0x081E0000 DocID Rev 1 [English Rev 3] 29/38 37

PCROP 保护的 IP-Code 函数随后用来创建最终用户应用程序位于 Step2- ST_Customer_level_n+1 目录中的项目是一个示例, 其中 PCROP 保护的 FIR Filter 函数在 main.c 文件中被调用 4.5.

30 PCROP 保护的 IP-Code 函数随后用来创建最终用户应用程序位于 Step2- ST_Customer_level_n+1 目录中的项目是一个示例, 其中 PCROP 保护的 FIR Filter 函数在 main.c 文件中被调用包含头文件并添加符号定义文件 ST 用户级别 n 所提供的符号定义文件应添加为传统源文件, 这是在链接 Step2- ST_Customer_level_n+1 项目中的 PCROP 保护 IP-Code 所必需的向 Keil 项目中添加符号定义文件符号定义文件由第节中所述的 ST 用户级别 n 提供, 本例中名为 fir_filter.txt, 它必须添加到 FIR-Filter 组中, 如图 18 中所述图 18. 向 Keil 项目中添加符号定义文件所添加的 fir_filter.txt 文件类型必须改为 Object 文件, 而不是文本文档文件, 如图 19 中所示 30/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

向 IAR 项目中添加符号定义文件包含头文件头文件 fir_filter.h 包含在 main.

31 图 19. 将符号定义文件类型设置为 Object 文件向 IAR 项目中添加符号定义文件必须将 fir_filter.o 文件作为目标文件添加到组 FIR_Filter 中, 如图 20 中所示图 20. 向 IAR 项目中添加符号定义文件包含头文件头文件 fir_filter.h 包含在 main.c 文件中, 然后用户可以调用 FIR Filter 函数 DocID Rev 1 [English Rev 3] 31/38 37

32 4.5.3 调用 PCROP 保护的 IP-Code 函数当 fir_filter.h 头文件包含在 main.c 文件中, 并且符号定义文件已添加到项目中时, 可调用 PCROP 保护的 IP-Code 函数 FIR_lowpass_filter() 函数 ( 在 fir_filter.c 文件中有描述 ) 在主文件中被调用, 如下所示 : FIR_lowpass_filter(inputF32, outputf32, TEST_LENGTH_SAMPLES) 其中 : inputf32: 指针, 指向包含输入信号数据的表 ; outputf32: 指针, 指向已处理输出信号数据所填充的表 ; TEST_LENGTH_SAMPLES: 待处理输入中的采样数 Step2-ST_Customer_level_n+1 项目流程图 21 说明了 Step2-ST_Customer_level_n+1 项目流程如果从 / 向 PCROP 保护的 IP-Code 发送任何读 / 写请求, 则会产生一个读操作错误中断, 启动系统复位, 然后系统重启, 红色 LED 连续闪烁图 21. Step1-ST_Customer_level_n+1 项目流程 LED PCROP IP-Code LED FIR LED MS38275V1 32/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

33 4.5.5 运行最终用户应用程序在此阶段 IP-Code 已经由 STM32F429ZIT MCU 进行预加载并 PCROP 保护, 因此 Step1- ST_Customer_level_n 项目 (PCROP-IP-Code-XO 配置 ) 必须在运行该项目前进行加载和执行要使程序工作, 请按照下述步骤操作 : 1. 打开位于 Step2-ST_Customer_level_n+1 目录中的项目, 选择与 STEP1 中相同的工具链 2. 重建所有文件 3. 按照以下顺序运行示例 a) 为板子上电, 并加载代码 ( 这里仅加载用户代码 ) b) 按下用户按钮键来执行在 main.c 文件中调用的 PCROP 保护 IP-Code, 绿色 LED 应连续闪烁注 : 更多详细内容, 请参考固件包中的 readme.txt 调试模式中的 PCROP 保护在开发其最终用户应用程序时,ST 用户级别 n+1 需要调试其代码因此, 在调试最终用户应用程序时,PCROP 保护会阻止任何对 ST 用户级别 n 所开发的 IP-Code 的读访问本章中, 我们将介绍在调试用户代码时,PCROP 如何保护预编程 IP-Code 不被读取下述调试示例在 Keil 项目上完成调试最终用户应用程序调试最终用户应用程序之前,Step1-ST_Customer_level_n 项目 (PCROP-IP-Code-XO 工作空间 ) 必须加载并执行, 以使 STM32F429ZIT 具有预编程且 PCROP 保护的 IP-Code 要调试 Step2-ST_Customer_level_n+1 项目, 请按照下述步骤操作 : 1. 打开位于 Step2-ST_Customer_level_n+1 目录中的项目, 选择与 STEP1 中相同的工具链 2. 重建所有文件 3. 点击 Start/Stop Debug 会话来开始调试 4. 点击 Run 来运行程序, 红色 LED 会连续闪烁 5. 按下 User 按钮来执行 IP-Code, 绿色 LED 会连续闪烁 6. 要访问 PCROP 保护的 IP-Code, 右键点击 Disassembly 窗口, 然后选择 Show Disassembly at Address, 如图 22 中所示 DocID Rev 1 [English Rev 3] 33/38 37

PCROP 保护扇区会将 FLASH_SR 寄存器中的 RDERR 和 OPERR 标志置位由于调试时通过 D-Code 总线进行了闪存读操作, 因此会产生一个闪存操作错误中断然后在

34 图 22. PCROP 保护的 IP-Code 汇编代码的读取 7. 在地址栏填写 PCROP 保护扇区起始地址, 并单击 Go To 按钮, 如图 23 中所示图 23. 填写 PCROP 保护扇区起始地址如图 24 中所示, 载入到 Sector 2 中的 PCROP 保护 IP-Code 是不可读的, 而位于 0x 地址之前的代码可以被读取读取 PCROP 保护扇区会将 FLASH_SR 寄存器中的 RDERR 和 OPERR 标志置位由于调试时通过 D-Code 总线进行了闪存读操作, 因此会产生一个闪存操作错误中断然后在 HAL_FLASH_OperationErrorCallback() 函数 ( 在 main.c 文件中有描述 ) 中启动软件 Reset,Red LED4 会连续闪烁 34/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

35 图 24. PCROP 保护的 IP-Code 汇编代码的读取 DocID Rev 1 [English Rev 3] 35/38 37

36 结论 5 结论 STM32F4 系列微控制器提供了灵活有用的读和 / 或写保护功能, 可用于需要保护的应用本应用笔记说明了如何使用 STM32F4xx MCU 提供的读写和 PCROP 保护功能 36/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

37 版本历史 6 版本历史表 5. 文档版本历史日期版本变更 2015 年 7 月 28 日 1 初始版本 2015 年 10 月 12 日 2016 年 11 月 29 日 2 3 增加了 STM32F469/479 产品, 因此更新了前言更新了 Keil 分散文件和调试最终用户应用程序增加了 STM32F410 STM32F412 和 STM32F413 产品, 因此更新了前言并增加了表 1: 参考文档表 6. 中文文档版本历史日期版本变更 2017 年 8 月 10 日 1 中文初始版本 DocID Rev 1 [English Rev 3] 37/38 37

38 重要通知 - 请仔细阅读意法半导体公司及其子公司 ( ST ) 保留随时对 ST 产品和 / 或本文档进行变更更正增强修改和改进的权利, 恕不另行通知买方在订货之前应获取关于 ST 产品的最新信息 ST 产品的销售依照订单确认时的相关 ST 销售条款买方自行负责对 ST 产品的选择和使用, ST 概不承担与应用协助或买方产品设计相关的任何责任 ST 不对任何知识产权进行任何明示或默示的授权或许可转售的 ST 产品如有不同于此处提供的信息的规定, 将导致 ST 针对该产品授予的任何保证失效 ST 和 ST 徽标是 ST 的商标所有其他产品或服务名称均为其各自所有者的财产本文档中的信息取代本文档所有早期版本中提供的信息本文档的中文版本为英文版本的翻译件, 仅供参考之用 ; 若中文版本与英文版本有任何冲突或不一致, 则以英文版本为准 2017 STMicroelectronics - 保留所有权利 38/38 DocID Rev 1 [English Rev 3]

STM32Cube_FW_F4?RTC??????BUG

STM32Cube_FW_F4?RTC??????BUG STM32Cube_FW_F4 中 RTC_Calendar 例程的 BUG 前言实时时钟 (RTC) 是一个独立的 BCD 定时器 / 计数器, 用来提供准确的日历和时间信息准确性是其重要的指标问题某客户在其产品的设计中, 使用了 STM32F429IIT6 客户在使用过程发现一个问题, 虽然已经有使用电池对 VBAT 进行供电, 但是在经常频繁的 VDD 上下电之后, 发现时钟会比准确的时间慢几秒钟