USB大容量存储设备主机引导加载程序

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衙邹
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1 Freescale Semiconductor Document Number: AN4368 应用说明 Rev 1, 12/2012 USB 大容量存储设备主机引导加载程序作者 : Derek Lau 1 简介引导加载程序是放在设备中的一个小程序, 可用于在设备中进行用户应用代码编程我们已针对飞思卡尔 32 位 ColdFire 和 Kinetis MCU 系列生成了使用 USB 大容量存储设备 (MSD) 的 USB 主机引导加载程序将 USB 记忆棒插入系统后, 就可以将用户的应用程序代码烧录到 MCU 中本应用笔记将使用 MCF51JM128 MCF52259 和 MK60N512VMD100 MCU 来演示引导加载程序在 ColdFire 和 Kinetis MCU 中的工作方式 2 引导加载程序概述引导加载程序是一个小型应用, 用于擦除闪存以及将用户应用载入设备 USB 主机 MSD 引导加载程序可让您轻松可靠地将用户应用载入设备将包含有效 s-record 或二进制文件的 USB 记忆棒插入系统后, 引导加载程序将会加载用户应用代码, 并将其烧录到设备中然后, 新的用户应用便可以在设备中运行本应用笔记将会帮助读者深入了解引导加载程序, 以及培养使用引导加载程序自行开发应用的能力下图显示了 MCF51JM128 MCF52259 和 MK60N512VMD100 引导加载程序系统的存储器映射内容 1 简介引导加载程序概述引导加载程序架构开发新的引导加载程序开发新的用户应用 MCF52259EVB 的 MQX 引导 TWR-K60N512 的 MQX 引导自定义结语 Freescale Semiconductor, Inc.

2 引导加载程序架构 0x0000_0000 至 0x0000_03FF 0x0000_0400 至 0x0000_040F 中断和异常向量闪存保护和安全受保护 0x0000_0410 至 0x0000_CFFF 0x0000_0410 至 0x0001_0FFF( 包括 printf) 引导加载程序代码 0x0000_D000 至 0x0001_FFFF 0x0001_1000 至 0x0001_FFFF( 包括 printf) 用户应用图 1. MCF51JM128 引导加载程序存储器映射 0x0000_0000 至 0x0000_03FF 0x0000_0400 至 0x0000_041F 中断和异常向量闪存保护和安全受保护 0x0000_0420 至 0x0000_BFFF 0x0000_0420 至 0x0000_FFFF( 包括 printf) 引导加载程序代码 0x0000_C000 至 0x0007_FFFF 0x0001_0000 至 0x0007_FFFF( 包括 printf) 用户应用图 2. MCF52259 引导加载程序存储器映射 0x0000_0000 至 0x0000_03FF 0x0000_0400 至 0x0000_040F 中断和异常向量闪存保护和安全受保护 0x0000_0410 至 0x0000_FFFF 0x0000_0410 至 0x0000_FFFF( 包括 printf) 引导加载程序代码 0x0001_0000 至 0x0007_FFFF 0x0001_0000 至 0x0007_FFFF( 包括 printf) 用户应用图 3. MK60N512VMD100 引导加载程序存储器映射默认的中断和异常向量放置在闪存区域的起始地址中, 此地址由引导加载程序使用, 您不得更改此地址必须将用户应用中断和异常向量放置在应用闪存区域中, 并在应用启动例程中将其复制到 RAM 存储器中断和异常向量可重定向到 RAM 区域引导加载程序可以擦除应用闪存, 分析用户应用映像, 以及在用户应用区域的闪存 ( 将引导加载程序放入闪存后可用的闪存 ) 中为该映像编程使用 printf 函数显示调试消息时, 引导加载程序的代码会增多引导加载程序闪存区域必须受到保护, 而可用闪存必须进行块对齐, 因此, 可用闪存可能会变小对于 MCF52259 而言, 不支持 printf 的引导加载程序将占用闪存区域 0x0000 至 0x9FFF (40 KB) 由于闪存保护块大小为 16 KB, 因此需要保护闪存区 0x0000 到 0xBFFF (48 KB), 以防止引导加载程序损坏保护后, 引导加载程序将占用 48 KB 从 0xC000 到 0x7FFFF (464 KB) 的余下闪存供用户应用使用无论引导加载程序使用多少 RAM, 用户应用都可以使用整个 RAM 存储器 3 引导加载程序架构引导加载程序包含引导加载程序应用文件分配表 (FAT) 文件系统支持模块引导加载程序驱动程序闪存驱动程序 USB MSD 主机类 USB 主机协议栈和 USB 主机控制器 2 Freescale Semiconductor, Inc.

3 引导加载程序架构下图显示了引导加载程序系统的架构 : USB 主机大容量存储引导加载程序引导加载程序 FAT 文件系统支持引导加载程序驱动程序 Flash 驱动程序 USB MSD 主机类 USB 主机堆栈 USB 主机控制器 USB 记忆棒图 4. USB 主机大容量存储引导加载程序架构引导加载程序控制加载过程它使用 FAT 文件系统支持模块读取映像文件, 然后使用引导加载程序驱动程序将该映像文件烧录到设备闪存中借助 FAT 文件系统支持模块, 引导加载程序应用可以从 FAT32 格式的 USB 记忆棒中读取文件引导加载程序驱动程序将会分析映像文件, 并将该文件烧录到闪存中它支持分析 CodeWarrior 二进制 S19 和原始二进制文件格式的映像文件闪存驱动程序支持擦除读取和写入闪存 USB MSD 主机类为 USB MSD 类中指定的应用程序接口提供服务 USB 主机协议栈和 USB 主机控制器通过 USB MSD 协议来与 USB 记忆棒通信 USB 记忆棒用于存储需要在闪存中编程的映像文件映像文件必须采用 CodeWarrior 二进制 S19 或原始二进制文件格式 Freescale Semiconductor, Inc. 3

4 引导加载程序架构 3.1 引导加载程序软件流程引导加载程序系统中集成了一个用于用户程序升级的引导加载程序, 以及一个用于执行产品主要功能的用户应用在复位和初始化后, 该系统将会确定启动用户应用程序或引导加载程序模式如果未提供有效的用户应用程序, 设备将自动以引导加载程序模式启动如果提供了有效的应用, 则按下特定的键时, 设备将运行引导加载程序, 否则将运行用户应用下表显示了适用于不同开发板的引导加载程序示例, 以及示例中使用的指定键表 1. 用于进入引导加载程序模式的指定键开发板 M51JM128EVB M52259EVB TWR-K60-N512-KIT 指定键 PTG1 PDD5 (SW1) PTA19 (SW1) 系统进入引导加载程序模式后, 将不断地检查是否已连接 USB 记忆棒如果连接了 USB 记忆棒, 它将会搜索 image.s19 和 image.bin 文件如果存在有效的 S19 或二进制文件, 它将开始分析该文件, 并将该文件编程到应用区域中以下是引导加载程序的流程图 : 复位否是否已连接 USB 记忆棒? 是是否处于引导加载程序模式? 否跳转到用户向量条目是否记忆棒中的映像是否有效? main() 是擦除闪存分析映像文件编程闪存闪存是否成功? 否擦除闪存是结束图 5. 引导加载程序软件流程 4 Freescale Semiconductor, Inc.

$引导加载程序文件结构文件夹 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader 包含以下子文件夹 : CodeWarrior: 包含 CodeWarrior 版本 6.3 中 MCF51JM128 的项目, 以及 CodeWarrior 版本 7.$

5 开发新的引导加载程序 4 开发新的引导加载程序本部分概述引导加载程序的文件结构, 并说明如何在其他平台中开发新的引导加载程序 4.1 引导加载程序文件结构下图显示了给定源代码的文件格式 : 图 6. 引导加载程序文件结构文件夹 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader 包含以下子文件夹 : CodeWarrior: 包含 CodeWarrior 版本 6.3 中 MCF51JM128 的项目, 以及 CodeWarrior 版本 7.2 中 MCF52259 的项目 cw10: 包含 CodeWarrior 10.1 中 MCF51JM128 MCF52259 和 MK60N512VMD100 的项目 flash_driver: 包含闪存驱动程序 iar_ew: 包含 IAR 中 MK60N512VMD100 的项目 mfs: 包含文件系统源代码 : bootloader.h: 包含设备存储器映射和引导加载程序例程的定义 user_config.h: 包含用户配置的定义 usb_classes.h: 定义 USBCLASS_INC_MASS 和 USBCLASS_INC_HUB 的标识符, 用于指示引导加载程序使用 MSD 类和 HUB 类 load.c: 包含用于分析映像文件以及将该文件编程到设备闪存中的源代码 main.c: 包含用于处理 USB 事件, 以及检查系统是否已进入引导加载程序模式的源代码. Freescale Semiconductor, Inc. 5

6 开发新的引导加载程序 4.2 将引导加载程序移植到其他平台本部分介绍有关将引导加载程序移植到其他平台的步骤, 这些平台符合以下假设条件 : 平台支持 USB MSD 类平台支持 FAT32 文件系统提供了闪存驱动程序用户可以参考以下步骤将引导加载程序移植到其他平台 : 1. 在 USB_MS_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader\CodeWarrior 或 USB_MS_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader\cw10 directory 中创建新项目图 7. 创建新的项目文件夹 2. 创建一个其文件结构与 cfv1usbjm128 m52259evb 或 kinetis_k60 的项目类似的项目 6 Freescale Semiconductor, Inc.

开发新的引导加载程序图 8. M52259 引导加载程序项目 3. 将以下文件添加到该项目 : USB MSD 类源代码 USB HUB 类源代码 ( 可选 ) 文件系统源代码闪存驱动程序源代码 Bootloader.h Loader.c, main.c usb_classes.h user_config.h 4. 在文件 Bootloader.

7 开发新的引导加载程序图 8. M52259 引导加载程序项目 3. 将以下文件添加到该项目 : USB MSD 类源代码 USB HUB 类源代码 ( 可选 ) 文件系统源代码闪存驱动程序源代码 Bootloader.h Loader.c, main.c usb_classes.h user_config.h 4. 在文件 Bootloader.h 中添加新的存储器映射, 用于指示平台的应用区以下代码显示了 MCF52259 MCF51JM128 和 MK60N512VMD100 的存储器映射 /* Define for MM52259 */ #if (defined MCF52259_H ) #define MIN_RAM1_ADDRESS 0x #define MAX_RAM1_ADDRESS 0x2000FFFF #define MIN_FLASH1_ADDRESS 0x #define MAX_FLASH1_ADDRESS 0x0007FFFF #if (defined DEBUG ) #define IMAGE_ADDR ((uint_32_ptr)0x10000) #else #define IMAGE_ADDR ((uint_32_ptr)0xc000) #endif #define ERASE_SECTOR_SIZE (0x1000) /* 4K bytes*/ /* Define for JM128 */ #elif (defined _MCF51JM128_H) #define MIN_RAM1_ADDRESS 0x #define MAX_RAM1_ADDRESS 0x00803FFF #define MIN_FLASH1_ADDRESS 0x #define MAX_FLASH1_ADDRESS 0x0001FFFF #if (defined DEBUG ) #define IMAGE_ADDR ((uint_32_ptr)0x11000) #else #define IMAGE_ADDR ((uint_32_ptr)0xd000) #endif #define ERASE_SECTOR_SIZE (0x0400) /* 4K bytes*/ Freescale Semiconductor, Inc. 7

8 开发新的用户应用 /* Define for K60 */ #elif (defined MCU_MK60N512VMD100) #define MIN_RAM1_ADDRESS 0x1FFF0000 #define MAX_RAM1_ADDRESS 0x #define MIN_FLASH1_ADDRESS 0x #define MAX_FLASH1_ADDRESS 0x0007FFFF #define IMAGE_ADDR ((uint_32_ptr)0x10000) #define ERASE_SECTOR_SIZE (0x800) /* 2K bytes*/ #endif 5 开发新的用户应用本部分介绍如何修改普通应用来使用引导加载程序 5.1 修改链接器文件对于使用 ColdFire 和 Kinetis MCU 的普通应用, 中断向量表位于闪存区域的起始位置, 应用代码可以放置在剩余的任何闪存区域中在引导加载程序系统中, 中断向量表和引导加载程序程序放置在闪存的起始位置, 用户应用放置在剩余的闪存区域中必须修改链接器文件以指示链接器将应用中断向量表和应用代码放入某些指定的内存区中修改 CFV1 链接器文件下面显示了 MCF51JM128 的普通应用链接器文件 project.lcf 的代码, 它通知链接器可以将代码放置在闪存区域 0x410 到 0x1FFFF 中 MEMORY { code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0001FBF0 userram (RWX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x } 要使用 MCF51JM128 的引导加载程序系统, 必须将用户应用定位在从地址 0xD000 ( 不支持 printf) 或 0x11000 ( 支持 printf) 开始的闪存区域中可按如下所示修改支持 printf 的链接器文件 : MEMORY { code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0000EBF0 userram (RWX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x00003C00 } 修改 CFV2 链接器文件下面显示了 MCF52259 的普通应用链接器文件 MCF52259_INTERNAL_FLASH.lcf 的代码, 它通知链接器可以将代码放置在闪存区域 0x420 到 0x7FFFF 中 MEMORY { vectorrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0007FB00 } 要使用 MCF52259 的引导加载程序系统, 必须将用户应用定位在从地址 0xC000 ( 不支持 printf) 或 0x10000 ( 支持 printf) 开始的闪存区域中可按如下所示修改支持 printf 的链接器文件 : MEMORY { vectorrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0006FBE0 vectorram (RWX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x } 修改 Kinetis 链接器文件 8 Freescale Semiconductor, Inc.

9 下面显示了 MK60N512VMD100 的普通应用链接器文件 MK60N512VMD100_flash.lcf 的代码, 它通知链接器可以将代码放置在闪存区域 0x410 到 0x7FFFF 中 MEMORY { interrupts (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0007FBF0 } 要使用 MK60N512VMD100 的引导加载程序系统, 必须将用户应用定位在从地址 0x10000( 支持或不支持 printf) 开始的闪存区域中可按如下所示修改链接器文件 : MEMORY { interrupts (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0006FBF0 } 开发新的用户应用 5.2 重定向中断和异常向量默认的中断和异常向量放置在闪存区域的起始地址中, 此地址由引导加载程序使用, 您不得更改此地址如果用户应用使用中断, 则必须将用户应用中断和异常向量放入 RAM 重定向中断向量以及使用 RAM 中的中断向量的方式可能根据不同的 MCU 而有所不同本部分介绍如何使用飞思卡尔 MQX USB 协议栈和其他 USB 协议栈来完成向量重定向 MQX USB 协议栈飞思卡尔 MQX USB 协议栈使用配置文件 userconfig.h 中的标识符 MQX_ROM_VECTORS, 将应用配置为在 RAM 或 ROM ( 闪存 ) 中放置中断向量用户可以将 MQX_ROM_VECTORS 定义为 0, 以将中断向量放入 RAM 注如果配置文件发生了更改, 请记得重新编译库 /* userconfig.h */ #define MQX_ROM_VECTORS 0 //DES 1=ROM, 0=RAM vector table...used with bootloaders 其他 USB 协议栈重定向向量表的方式可能根据不同的平台而有所不同以下部分介绍如何将向量表重定向到 CFV1 CFV2 和 Kinetis MCU 系列的 RAM CFV1 ColdFire 由于从地址 0x0000 开始的向量表由引导加载程序使用, 因此, 必须将重定向的向量表放入 RAM CFV1 ColdFire 微控制器 ( 例如 MCF51JM128) 的向量基寄存器 (VBR) 包含异常向量表的 1MB 对齐基地址, 可以使用该地址将向量表从它在闪存地址 0x0000 中的默认位置, 重新定位到 RAM 的基地址, 例如 0x0080_0000 以下代码用于将 MCU 配置为使用位于 RAM 地址 0x0080_0000 处的向量表 /* startcf.c */ asm (move.l #0x ,d0); asm (movec d0,vbr); 以下代码是用于将中断例程地址放入原始闪存向量表的链接器的原始代码 /* exceptions.c */ declspec(weak) vectortableentrytype = (vectortableentrytype)&_sp_init; declspec(weak) vectortableentrytype = (vectortableentrytype)&_startup; declspec(weak) vectortableentrytype = asm_exception_handler; Freescale Semiconductor, Inc. 9

10 开发新的用户应用应用向量表将被放入应用闪存区域, 然后复制到 RAM 以下代码可以声明引导加载程序框架中的新向量表 : /* exceptions.c */ #define APP_FLASH 0x ; declspec(weak) vectortableentrytype = (vectortableentrytype)&_sp_init; declspec(weak) vectortableentrytype = (vectortableentrytype)&_startup; declspec(weak) vectortableentrytype = asm_exception_handler;} 以下代码可将上述向量表从应用闪存区域复制到 RAM 中的向量表区 /* main.c */ #define APP_FLASH 0x ; dword *pdst; dword *psrc; pdst=(dword*)0x ; psrc=(dword*)app_flash; for (i=0;i<111;i++){ *pdst++=*psrc++;} CFV2 微控制器对于 CFV2 版本 ( 例如 MCF52259), 装有 PHDC 版本 3.0 的飞思卡尔 USB 协议栈支持使用一个函数将中断向量表复制到 RAM 中的指定区域使用其他协议栈的用户可将此视作参考 void initialize_exceptions(void) { uint32 n; /* Copy the vector table to RAM */ if ( VECTOR_RAM!= (unsigned long*)_vect) { for (n = 0; n < 256; n++) VECTOR_RAM[n] = (unsigned long)_vect[n]; } mcf5xxx_wr_vbr((unsigned long) VECTOR_RAM); } 上面所示的 initialize_exceptions 函数已将中断向量表复制到 RAM 区域中的 VECTOR_RAM 地址需要在链接器文件 (*.lcf) 中定义此地址 (ADDR) MEMORY { vectorram (RWX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x } VECTOR_RAM = ADDR(.vectorram); 启动时, 将按默认调用上面所示的函数, 因此, 如果使用装有 PHDC 版本 3.0 的 USB 协议栈, 则用户程序不需要调用此函数 Kinetis 微控制器在 Kinetis MCU 中,SCB_VTOR 寄存器包含异常向量表的基地址要重定向向量表, 请将该向量表复制到 RAM, 然后将 SCB_VTOR 设置为 RAM 地址发行的大多数示例代码都已实现向量重定向以下步骤说明了重定向 Kinetis MCU 向量表的方法 : 1. 在链接器文件中声明一个用于存储向量表的 ROM 区域, 以及向量表要复制到的 RAM 区域 KEEP_SECTION {.vectortable } MEMORY { interrupts (RX) : ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x vectorram (RWX) : ORIGIN = 0x1FFF0000, LENGTH = 0x data (RW) : ORIGIN = 0x1FFF0400, LENGTH = 0x0001FC00 }.interrupts : { 10 Freescale Semiconductor, Inc.

11 MCF52259EVB 的 MQX 引导 VECTOR_ROM =.; * (.vectortable). = ALIGN (0x4); } > interrupts.vectorram : { VECTOR_RAM =.; } > vectorram 2. 执行此代码, 将中断向量表复制到 RAM 并从 RAM 中运行 extern uint_32 VECTOR_RAM[]; extern uint_32 VECTOR_ROM[]; //Get vector table in ROM uint_32 i,n; /* Copy the vector table to RAM */ if ( VECTOR_RAM!= VECTOR_ROM) { for (n = 0; n < 0x400; n++) VECTOR_RAM[n] = VECTOR_ROM[n]; } /* Point the VTOR to the new copy of the vector table */ SCB_VTOR = (uint_32) VECTOR_RAM; 6 MCF52259EVB 的 MQX 引导本部分通过 MCF52259EVB 板上的 MQX 引导示例, 介绍如何使用引导加载程序本部分介绍以下步骤 : 准备设置准备映像文件编译应用运行应用 6.1 准备软件和硬件所需软件 : CodeWarrior 版本 7.2 Freescale MQX 3.7 超级终端所需硬件 : 个人计算机 (PC) MCF52259EVB 板, 带电源 USB 记忆棒 USB 线缆 USB 转 RS232 转换器 Freescale Semiconductor, Inc. 11

$2 准备映像文件本部分介绍有关创建引导加载程序将要加载的 MQX 映像的步骤如果用户不想要编译 MQX 映像文件, 则可以直接转到步骤 6, 并使用提供的示例映像 1. 设置 MQX, 以便将向量表放入 RAM: 打开文件 Freescale MQX 3.7\config\m52259evb\user_config.$

12 MCF52259EVB 的 MQX 引导硬件设置 : 图 9. 硬件设置 1. 连接 MCF52259EVB 板 J29 端口的引脚将电源连接到 MCF52259EVB 板 3. 使用 USB 线缆将 PC 连接到板的 USB BDM 端口 4. 使用 USB 转 RS232 转换器将 PC 连接到板的 UART0 端口 5. 打开 SW4 为板通电 6.2 准备映像文件本部分介绍有关创建引导加载程序将要加载的 MQX 映像的步骤如果用户不想要编译 MQX 映像文件, 则可以直接转到步骤 6, 并使用提供的示例映像 1. 设置 MQX, 以便将向量表放入 RAM: 打开文件 Freescale MQX 3.7\config\m52259evb\user_config.h 添加 #define MQX_ROM_VECTORS to 0, 表示在 RAM 中使用向量表 #define MQX_ROM_VECTORS 0 2. 编译 MQX 库 : 打开项目 Freescale MQX 3.7\config\m52259evb\cwcf72\build_m52259evb_libs.mcp 按 F7 以编译库 12 Freescale Semiconductor, Inc.

$MCF52259EVB 的 MQX 引导图 10. 编译 MQX 库 3. 打开 MQX 应用演示 : 打开项目 Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cwcf72\mfs_usb_m5329evb.$ lcf 链接器文件, 以将此应用的 ROM 段移到应用闪存区 vectorrom (RX): ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 0x00000400 cfmprotrom (RX): ORIGIN = 0x00010400, LENGTH = 0x00000020 rom (RX):

lcf 链接器文件, 以将此应用的 ROM 段移到应用闪存区 vectorrom (RX): ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 0x00000400 cfmprotrom (RX): ORIGIN = 0x00010400, LENGTH = 0x00000020 rom (RX):

13 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 10. 编译 MQX 库 3. 打开 MQX 应用演示 : 打开项目 Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cwcf72\mfs_usb_m5329evb.mcp 选择 Project -> Set Default Target, 并选择 Flash Release 或 Flash Debug 作为目标图 11. MFS USB 示例 4. 修改 intflash.lcf 链接器文件, 以将此应用的 ROM 段移到应用闪存区 vectorrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x rom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0006FBE0 # Code+Const data 5. 选择生成 S-Record: 选择 Setting -> Int Flash Release Setting 或 Int Flash Debug Setting 将弹出如下所示的窗口选择 Linker -> ColdFire Linker 如果尚未选中 Generate S-Record File 复选框, 请将它选中 Freescale Semiconductor, Inc. 13

$MCF52259EVB 的 MQX 引导图 12. 生成 S_Record 和二进制映像 6. 编译项目 : 选择 Project -> Make 将在文件夹 Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cwcf72\m52259evb 中生成文件 intflash.elf.s19 或 intflash_d_elf.$

14 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 12. 生成 S_Record 和二进制映像 6. 编译项目 : 选择 Project -> Make 将在文件夹 Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cwcf72\m52259evb 中生成文件 intflash.elf.s19 或 intflash_d_elf.s19 文件夹 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Image_files\support_printf\ MCF52259\MQX_MFS_USB_Shell 包含这两个用于测试的示例映像文件 S19 文件显示此映像的起始地址为 0x 将文件 intflash.elf.s19 或 intflash_d_elf.s19 重命名为 image.s19, 并将它复制到 USB 记忆棒 6.3 引导加载程序编程以下步骤说明如何将引导加载程序烧录到设备中 : 1. 打开引导加载程序项目 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader\CodeWarrior \ m52259evb\m52259evb_bootloader.mcp 2. 打开闪存编程器 : 选择 Tools -> Flash Programmer 将弹出 Flash Programmer 窗口 14 Freescale Semiconductor, Inc.

15 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 13. 闪存编程器 3. 加载设置 : 在弹出窗口的底部选择 Load Settings 选择 M52259_INTELFLASH.xml 单击 Open 按钮 4. 擦除闪存 : 单击 Erase / Blank Check 选择 All Sectors ( 如果未选择 ) 单击 Erase 擦除整个闪存区域将显示状态 Erase Command Succeeded 5. 为引导加载程序编程 : 单击 Program / Verify 单击 Use Selected File 单击 Browse 并选择文件 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader \CodeWarrior\ m52259evb\bin\mcf52259_internal_flash.elf.s19 单击 Program 按钮将显示状态 Program Command Succeeded 6. 关闭 CodeWarrior 6.4 打开 HyperTerminal HyperTerminal 可以从运行引导加载程序或应用的设备中获取事件执行以下步骤可以配置 HyperTerminal 程序 : 1. 打开 HyperTerminal 应用程序 Freescale Semiconductor, Inc. 15

16 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 14. 打 HyperTerminal 应用程序 2. 已打开 HyperTerminal, 如下图中所示 : 输入连接名称, 例如 com8_115200_n_8_1 单击确定按钮图 15. HyperTerminal GUI 16 Freescale Semiconductor, Inc.

17 3. 将显示如下图所示的窗口选择适合与 USB-RS232 COM 端口进行连接的 COM 端口 MCF52259EVB 的 MQX 引导 4. 配置以下 COM 属性 : 每秒位数 :115,200 数据长度 :8 奇偶校验 : 无停止位 :1 单击确定按钮图 16. 使用 USB-RS232 COM 端口建立连接 Freescale Semiconductor, Inc. 17

18 MCF52259EVB 的 MQX 引导 5. 已打开 HyperTerminal 图 17. COM 属性 18 Freescale Semiconductor, Inc.

19 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 18. 已打开 COM 端口 6.5 运行引导加载程序可以使用以下步骤来运行引导加载程序程序 : 1. 按复位按钮将板复位, 以运行引导加载程序由于没有任何用户应用程序, 因此, 系统将进入引导加载程序模式 HyperTerminal 程序中将会显示下图中所示的消息 Freescale Semiconductor, Inc. 19

20 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 19. 运行引导加载程序 2. 将包含 image.s19 文件的 USB 记忆棒插入板的 USB mini-b 端口下图显示了 HyperTerminal 程序中将会出现的消息 20 Freescale Semiconductor, Inc.

21 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 20. 引导加载程序消息 3. 插入 USB 记忆棒后, 引导加载程序将尝试查找有效的映像文件, 并将该文件编程到设备中将出现下列结果之一 : 无响应 - 未识别记忆棒, 请使用另一个记忆棒重试 Flash image file complete - 已成功地将该映像文件编程到设备中 Image file not found - 映像文件未载入记忆棒, 或者记忆棒与系统不兼容如果是后者, 请使用另一个记忆棒重试 ERASE complete! - 如果未显示 Flash image file complete 消息, 则表示未将该映像文件编程到设备中处理映像文件或者烧录映像文件时出现了一些错误 4. 成功地将 MQX 应用编程到设备中后, 请将板复位以运行用户应用 Freescale Semiconductor, Inc. 21

22 MCF52259EVB 的 MQX 引导图 21. MQX 应用正在运行 5. 返回引导加载程序模式 : 按 SW1 和复位按钮松开复位按钮松开 SW1 按钮引导加载程序程序应开始运行 22 Freescale Semiconductor, Inc.

23 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 22. 返回引导加载程序应用 7 TWR-K60N512 的 MQX 引导本部分通过 K60N512 板上的 MQX 引导示例, 介绍如何使用引导加载程序本部分介绍以下步骤 : 准备设置准备映像文件编译应用运行应用 7.1 准备软件和硬件所需软件 : CodeWarrior 版本 10.1 Freescale MQX 3.7 P&E OSBDM OSJTAG Virtual Serial Toolkit ( 从 pemicro.com/docs and Downloads 下载 ) 所需硬件 : 个人计算机 (PC) Freescale Semiconductor, Inc. 23

TWR-K60N512 的 MQX 引导面向 MK60N512VMD100 的 TWR-K60N512 Kinetis 开发套件 USB 记忆棒 USB 线缆硬件设置 : 图 23. 硬件设置 1. 连接 K60 控制器板 J6 端口的引脚 1-2 2. 连接 K60 控制器板 J9 端口的引脚 1-2 3. 连接 TWR-SER 板 J16 端口的引脚 1-2 4. 装配好塔式系统套件 5.

24 TWR-K60N512 的 MQX 引导面向 MK60N512VMD100 的 TWR-K60N512 Kinetis 开发套件 USB 记忆棒 USB 线缆硬件设置 : 图 23. 硬件设置 1. 连接 K60 控制器板 J6 端口的引脚连接 K60 控制器板 J9 端口的引脚连接 TWR-SER 板 J16 端口的引脚装配好塔式系统套件 5. 使用 USB 线缆将 PC 连接到 K60 控制器板的 USB BDM 端口 (J13) 7.2 准备映像文件本部分介绍有关创建引导加载程序将要加载的 MQX 映像的步骤如果用户不想要编译 MQX 映像文件, 则可以直接转到步骤 5, 并使用提供的示例映像 1. 打开 MQX 应用演示项目 : 打开 CodeWarrior 10.1 将工作区设置为 Freescale\Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cw10 24 Freescale Semiconductor, Inc.

25 TWR-K60N512 的 MQX 引导 2. 导入项目 : 选择 File -> Import 图 24. CodeWarrior 10.1 Freescale Semiconductor, Inc. 25

26 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 25. 导入现有项目展开 General 目录选择要导入到工作区中的现有项目如果 Copy projects into workspace 复选框已选中, 请将它取消选中单击 Next 按钮 26 Freescale Semiconductor, Inc.

$TWR-K60N512 的 MQX 引导图 26. 导入 MFS_USB_TWRK60N512 项目选择选项 Select root directory 单击 Browse 按钮选择项目 Freescale\Freescale MQX 3.$

27 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 26. 导入 MFS_USB_TWRK60N512 项目选择选项 Select root directory 单击 Browse 按钮选择项目 Freescale\Freescale MQX 3.7\mfs\examples\mfs_usb\cw10\mfs_usb_twrk60n512 单击 Finish 按钮如果弹出了 Remote System Missing 窗口, 请单击 Yes 按钮关闭 Target Tasks 和 Welcome 窗口 ( 如果已显示 ) 3. 选择项目 : Freescale Semiconductor, Inc. 27

28 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 27. 选择项目选择项目 mfs_usb_twrk60n512 选择 Project -> Build Configurations -> Set Active -> Int Flash Release 4. 修改 intflash.lcf 链接器文件, 以将 ROM 段移到应用闪存区 /* original */ vectorrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0007FBF0 # Code+Const data /* modified */ vectorrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x cfmprotrom (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x code (RX): ORIGIN = 0x , LENGTH = 0x0006FBF0 # Code+Const data 5. 编译项目 : 在 CodeWarrior 的 Projects 窗口中选择 mfs_usb_twrk60n512 : Int Flash Release 选择 Project -> Build Project 文件夹 Freescale MQX 3.7\mfs\examples\ mfs_usb\cw10\mfs_usb_twrk60n512\int Flash Release 中将会生成 intflash.afx.s19 文件文件夹 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Image_files\support_printf\ K60\MQX_USB_Shell 包含这个用于测试的示例映像文件 6. 请将文件 intflash.afx.s19 重命名为 image.s19, 并将它复制到 USB 记忆棒 7.3 引导加载程序编程以下步骤说明如何在设备中进行引导加载程序编程 : 1. 切换工作区 : 28 Freescale Semiconductor, Inc.

$TWR-K60N512 的 MQX 引导选择 File -> Switch Workspace, 然后选择目录 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host \examples\bootloader\cw10 2.$

29 TWR-K60N512 的 MQX 引导选择 File -> Switch Workspace, 然后选择目录 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host \examples\bootloader\cw10 2. 导入项目 : 选择 File -> Import 展开 General 目录选择 Existing Projects into workspace 单击 Next 按钮选择选项 Select root directory 单击 Browse 按钮选择项目 USB_MSD_Host_Bootloader\bootload_code\Source\Host\examples\bootloader\cw10\ kinetis_k60 单击 Finish 按钮如果弹出了 Remote System Missing 窗口, 请单击 Yes 按钮关闭 Target Tasks 和 Welcome 窗口 ( 如果已显示 ) 3. 选择项目 : 在 CodeWarrior Projects 窗口中选择项目 kinetis_k60 选择 Project -> Build Configurations -> Set Active -> MK60N512VMD100_INTERNAL_FLASH 4. 编译项目 : 选择 Project -> Build Project 5. 运行配置 : 选择 Run -> Debug Configurations 图 28. 运行配置右键单击 CodeWarrior Download 并选择 New 在项目中键入一个名称, 例如,kinetis_k60 MK60N512VMD100_INTERNAL_FLASH_OSJTAG 单击 Browse 按钮单击 OK 按钮选择 kinetis_k60 单击 Search Project 按钮单击 OK 按钮选择 kinetis_k60_afx 应用单击 New 按钮打开新连接 Freescale Semiconductor, Inc. 29

30 TWR-K60N512 的 MQX 引导 6. 新建连接 : 图 29. 新建连接选择 Hardware or Simulator 单击 Next 按钮 30 Freescale Semiconductor, Inc.

31 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 30. 远程硬件或仿真器系统连接在 Connection name 框中键入连接名称, 例如,OSJTAG 在 System type 中, 选择 kinetis_k60 -> MK60N512VMD100 Freescale Semiconductor, Inc. 31

$TWR-K60N512 的 MQX 引导在 Connection type 中, 选择 P&E ARM Multilink\Cyclone Max 单击 Finish 按钮 7. 为引导加载程序编程 : 单击 Debug 按钮在设备中进行引导加载程序编程 8. 关闭 CodeWarrior 7.$

32 TWR-K60N512 的 MQX 引导在 Connection type 中, 选择 P&E ARM Multilink\Cyclone Max 单击 Finish 按钮 7. 为引导加载程序编程 : 单击 Debug 按钮在设备中进行引导加载程序编程 8. 关闭 CodeWarrior 7.4 打开虚拟终端 P&E OSBDM OSJTAG 终端实用程序可以从运行引导加载程序或应用的设备中获取事件对于 TWR-K60N512 塔式系统板, 通信是通过 K60 的 UART5 以及 USB OSBDM 实现的 1. 打开 P&E 虚拟串行终端 : 选择开始菜单 -> 程序 -> Freescale -> P&E OSBDM OSJTAG Virtual Serial Toolkit -> 实用程序 -> 终端实用程序图 31. P&E 虚拟串行终端 2. 打开串行端口 : 确保已选择波特率为 115,200 的 USB COM 单击打开串行端口按钮 32 Freescale Semiconductor, Inc.

33 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 32. HyperTerminal GUI 7.5 运行引导加载程序可以使用以下步骤来运行引导加载程序 : 1. 按复位按钮将板复位, 以运行引导加载程序由于没有任何用户应用程序, 因此, 系统将进入引导加载程序模式将显示消息 Waiting for USB mass storage to be attached 如果用户应用区域不是空白的, 请执行步骤 4 进入引导加载程序模式, 然后转到步骤 2 Freescale Semiconductor, Inc. 33

34 TWR-K60N512 的 MQX 引导图 33. 运行引导加载程序 2. 将 USB 大容量存储设备插入 TWR-SER 板的 USB 端口插入 USB 记忆棒后, 系统将尝试查找有效的映像文件, 并将该映像文件编程到设备中可能会出现下列结果之一 : 无响应 - 未识别记忆棒, 请换用另一个记忆棒重试 Flash image file complete - 已成功地将该映像文件编程到设备中 Image file not found - 映像文件未载入记忆棒, 或者记忆棒与系统不兼容如果是后者, 请使用另一个记忆棒重试 ERASE complete! - 如果未显示 Flash image file complete 消息, 则表示未将该映像文件编程到设备中处理或编程时出现了一些错误 3. 成功地将 MQX 应用编程到设备中后, 请将板复位以运行用户应用 34 Freescale Semiconductor, Inc.

35 自定义图 34. MQX 应用正在运行 4. 返回引导加载程序模式 : 按 SW1 和复位按钮松开复位按钮松开 SW1 按钮引导加载程序程序应开始运行 8 自定义本部分介绍自定义时要考虑的因素根据其他平台修改示例时, 必须考虑以下因素 : BDM 或编程接口重新进入引导加载程序模式的方法 USB 集线器驱动程序调试消息 8.1 BDM 或编程接口飞思卡尔在 ColdFire 和 Kinetis MCU 开发板上提供了以下嵌入式 BDM 接口, 您无需使用外部 BDM 硬件 P&E Multilink/Cyclone Pro, 例如 M51JM128EVB CFV1 开源 BDM, 例如 TWR-MCF51MM Freescale Semiconductor, Inc. 35

36 结语 PEMICRO_USB, 例如 M52259EVB ColdFire v2-v4 JM60 OSBDM, 例如 TWR-MCF5225X USB Multilink, 嵌入式 OSJTAG - USB 端口, 例如 TWR-K60N512 在使用其他 BDM 接口时, 用户必须正确设置相应的 BDM 接口除 PEMICRO_USB 以外的其他所有嵌入式 BDM 都提供了虚拟 COM 接口 8.2 重新进入引导加载程序模式的方法在我们的演示中, 上电期间按 SW1 会强制系统进入引导加载程序模式用户可以在 main.c 文件中修改 Switch_mode 函数, 以选择通过其他输入引脚或其他方法进入引导加载程序模式 8.3 USB 集线器驱动程序如果不需要在引导加载程序系统中支持集线器功能, 则用户可以选择删除 USB 集线器驱动程序, 以减少引导加载程序代码为此, 可以在 usb_classes.h 文件中取消定义 USBCLASS_INC_HUB 的标识符 8.4 调试消息可以通过 MCU 的 UART 端口显示调试消息用户可以选择引导加载程序与最终用户通信的方法例如, 可以使用 LED 来指示引导加载程序状态, 并禁用调试消息以减小引导加载程序代码的大小可以通过在 derivative.h 文件中取消定义 _DEBUG_ 标识符来禁用调试消息 9 结语我们针对飞思卡尔 32 位 ColdFire 和 Kinetis MCU 系列生成了 USB MSD 类引导加载程序示例代码将 USB 记忆棒插入系统后, 便可以在 MCU 中进行用户应用代码编程用户可以根据其他飞思卡尔 MCU 修改示例代码, 也可以针对自己的应用自定义代码 36 Freescale Semiconductor, Inc.

37 How to Reach Us: Home Page: freescale.com Web Support: freescale.com/support 本文档中的信息仅供系统和软件实施方使用 Freescale 产品本文并未明示或者暗示授予利用本文档信息进行设计或者加工集成电路的版权许可 Freescale 保留对此处任何产品进行更改的权利, 恕不另行通知 Freescale 对其产品在任何特定用途方面的适用性不做任何担保表示或保证, 也不承担因为应用程序或者使用产品或电路所产生的任何责任, 明确拒绝承担包括但不局限于后果性的或附带性的损害在内的所有责任 Freescale 的数据表和 / 或规格中所提供的典型参数在不同应用中可能并且确实不同, 实际性能会随时间而有所变化所有运行参数, 包括经典值在内, 必须经由客户的技术专家对每个客户的应用程序进行验证 Freescale 未转让与其专利权及其他权利相关的许可 Freescale 销售产品时遵循以下网址中包含的标准销售条款和条件 :freescale.com/ SalesTermsandConditions. Freescale, the Freescale logo, and Kinetis, are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc., Reg. U.S. Pat. & Tm. Off. All other product or service names are the property of their respective owners Freescale Semiconductor, Inc 飞思卡尔半导体有限公司 Document Number AN4368 Revision 1, 12/2012

AN4379：飞思卡尔USB大容量存储设备引导加载程序 - 应用说明

AN4379：飞思卡尔USB大容量存储设备引导加载程序 - 应用说明飞思卡尔半导体应用笔记 Document Number: AN4379 Rev. 0, October 2011 Freescale USB 大容量存储设备引导加载程序 Derek Snell Freescale 1 简介 Freescale 很多微控制器都集成了通用串行总线 (USB) 访问接口带 USB 端口的产品可以极为方便地在现场更新固件本应用笔记介绍一个大容量存储设备 (MSD) USB