STM32L011&STM32F091 空片检测进行 System Bootloader 编程注意事项

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前言
, K# V2 }6 w5 p, A部分STM32 是具有空片检测功能的，以便直接进入System Memory 中执行Bootloader，方便通过某些个外设来直接进行编
程。比如STM32L011xx、STM32L021xx、STM32F04x 和STM32F09x。有看过《STM32F091 空片使用System Bootloader
$ D% @8 R8 [5 D( E2 O# c下载代码》和《STM32L011x 和STM32L021x 启动模式注意事项》的都知道这个功能。
0 r& ?) ?1 G4 k* ^0 W7 @$ A
问题
某客户在其产品的设计中，使用了STM32L011D4P6。客户工程师反映STM32L011 为空片的时候，空片检测功能不存在，
8 ^$ ]/ f! b5 d) \" w$ h无法使用串口升级程序进行升级。

# i& z% |( Q1 l& X: e! T调研
& n* W2 C) }6 Q4 G. P/ a$ t1.了解问题
! C8 p6 V0 h& g4 o拿到客户的用户板，使用串口工具连接STM32L011D4P6 的USART2（PA9 和PA10），使用Flash Loader Demonstrator
对STM32L011D4P6 进行连接。界面如下：
  i# }* s' w; D7 \2 b( z- h* ?

- j9 X/ ?5 D7 u  d# |, t& X当点击按钮“Next”进行连接的时候，此时弹出对话框：
! N4 z- i( ~, f1 x
( }( a  V0 t$ _无法连接。

使用STM32 ST-LINK Utility 对芯片进行连接，并点击菜单“Target → Blank Check”进行空片测试，确认芯片是擦除过的。

客户认为，空片情况下应该可以进入System Memory 而使用Bootloader 进行串口烧写的，为什么就连接不上呢？
  o# ]4 G' q- V9 G
2.问题分析
* W8 L! p3 i* \0 g8 x* t仔细查看客户的板子，发现客户的BOOT0 脚是拉到低电平的，看起来应该是不会有问题啊。于是，继续在STM32 ST-LINK
* I  }7 q7 y+ h) k3 |0 bUtility 中点击菜单“Target → Option Bytes…”来查看一下STM32L011D4P6 的选项字节，得到如下结果：

可以看到，客户在选项字节中配置：nBOOT_SEL = 1， nBOOT0 = 1，nBOOT1 = 1，来达到使用选项字节而不使用BOOT0
脚来达到从Flash program memory 启动的。也就是说，BOOT0 脚是没有被使用的。客户认为这个选项字节配置和使用
/ {5 n1 r2 _1 z0 [5 O7 wBOOT0 脚拉低电平来从Flash program memory 启动是一样的。

此时，再来看一下参考手册RM0037 是如何描述空检测的：
% \0 U! i: a% `5 J( a
从这段话中，我们知道“Empty Check”是内部有一个查空标志，可用于使用Bootloader 对未编程过的芯片进行简单编程。
当这个标志位被置“1”的时候，此芯片被认为是空的，系统将从System memory 中启动Bootloader，以允许用户进行代码
下载，而不是从Flash program memory 启动。此标志位只在载入Option bytes 时更新：当地址0x8000 0000 读出的内容为
' m! }6 e0 W8 s$ [" x0x0000 0000 时，此标志位置“1”，否则为“0”。这意味着当烧写完一个空片后需要在系统复位后执行代码的话，是必须
要重新上电或者在FLASH_CR 寄存器中置位OBL_LAUNCH。

0 i  {) r; K7 r' o5 w7 L/ \6 z此处，我们需要注意到这一句话：“This flag is used when BOOT0 pin is configured to select Flash program memory as
6 Z: J$ a6 x" ~1 Jtarget boot area.”注意了，这里写的是BOOT0 脚！不是选项字节中的nBOOT0。所以，在选项字节配置为nBOOT_SEL =
2 M, e7 k. q" J5 @8 n# R8 d& v2 S1， nBOOT0 = 1，nBOOT1 = 1 的情况下，虽然也是空片，却是不能进入System memory 中的Bootloader 的，也就导致无
! p( r: y+ s8 p7 @+ K2 E2 C法在这个情况下使用Bootloader 进行下载代码！

来看一下STM32F091 的，参考手册RM0091 的“Empty Check”也有这么一句话：“This flag is used when BOOT0 pin is
defining Main Flash memory as target boot space.”这里说的也是BOOT0 脚！对STM32F091 进行测试，也是一样的情况。
: D7 ]8 O! V% w+ S0 D- E" R0 E
! \; M/ s8 j4 J. _. b0 T% B7 t3.问题解决
" b! F4 N6 a! J. [9 `" U使用STM32 ST-LINK Utility 将STM32L011D4P6 选项字节中的nBOOT_SEL 位清掉，更新成功后复位，再使用Flash
Loader Demonstrator 进行连接，证实已经可以正常连接，虽然此时的BOOT0 脚拉的是低电平。
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结论
5 D0 f/ S. }5 A( Y* m/ T在使用空片检测进入System Memory 中使用Bootloader 进行代码下载的时候，条件是启动配置使用的是BOOT0 脚为低电平
选择从Flash program memory 启动的情况下，而不是使用选项字节“nBOOT_SEL = 1， nBOOT0 = 1，nBOOT1 = 1”选择
1 }- R, I* ]3 H' {. N6 F+ v! @* a; H从Flash program memory 启动的情况下。
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处理
在使用空片检测进入System Memory 中使用Bootloader 进行代码下载的时候，应该避免此选项字节情况的发生。特别是不
+ r4 l  e2 {% K& L5 l& s使用JTAG/SWD 接口的情况下，更要小心。


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讲解的很详细