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[嵌入式][开源]CMSIS-DAP高速下载器

源码

高速USB2.0 https://gitee.com/H0x9DEFA478/f7_-swd_-debugger.git.
全速USB2.0 https://gitee.com/H0x9DEFA478/f4_-swd_-devices.git.

全速与高速均采用winusb,USB使用HAL库编程,所有逻辑有代码可循

源码与pcb均在其中

OLED界面

请添加图片描述
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实现

高速版使用STM32F730R8T+高速PHY(USB3300) 外挂QSPIFlash(其中储存一些代码和一个unicode全字库) 并且实现了虚拟串口

全速版使用STM32F411CEU 板上有SD卡位,以后可以实现脱机下载器

高速与全速都有OLED来显示状态,4个按键控制一些选项(以后可能做成一个脱机下载器)

SWD协议有一个非常坑的一点,SWCLK与SWDIO必须要串电阻,目标板为F4,F7之类的芯片时,如果不串电阻或电阻很小,基本要把速度降很低才能识别。这里我串的电阻是100欧姆(STLink上的就是100欧姆) 速度拉到最大都不出问题。并且也非常稳定。

速度测试

测试条件:100K的固件(其中50K在外部qspiflash) 目标芯片STM32H750VBT

-固定速度模式5MHz2MHz
F7高速版2.6s2.9s3.2s
F4全速版3.7s4.7s5.4s

固定速度模式是我自己添加的一个模式,将原本靠递减变量(这个变量由Keil控制,选择不同速度时,这个变量也会不同)延时的方法,变成了固定个数的__NOP()这样SWD的时钟就可以更快。F7高速版的两时钟之间的__NOP()数是4个,F4全速版的是2个。(可以更少 如果没有nop延时 很容易出现RDDI错误)

使用STLINK V2.1,4MHz速度下耗时 6.9s

看来DAP速度的确快,全速下都能快过STLINK(STLINK也是全速,并且还是72MHz的F103,F4赢了也有点胜之不武)
不过DAP只有使用了winusb才能那么快,我最先实现出来的是HID版本的,不过速度一言难尽,全速的就拉得不行了,即使用了高速,速度也就比STLINK稍快一点。

从协议本身HID 数据相互传输,都会延迟,因为HID使用的中断是周期性的
高速下 0~(0.125/3)ms 一微帧最多传3包数据,也就意味者三包与下个三包之间必须间隔125us
而全速状态下 就变成了包与包之间至少隔1ms
这造成了主机与从机交换数据必定是有延迟的,虽然延迟很小,但对于DAP,这个延迟的影响不可忽略。
但是winusb就不一样了,它使用的是Bulk传输,虽然它的优先级不如HID的中断传输,但实际情况是,HID占用的带宽很小,USB剩余的带宽Bulk随便使用,并且传输的数据能立即发送到对方(在HID等类似的东西占用带宽较小的情况下)。也就是说,如果你不是个疯子,不是给电脑连一堆鼠标键盘之类的usb设备的话,Bulk传输他就很强,无论是延迟还是带宽方面。

固件下载

F4全速版

魔术棒设置要设置为
在这里插入图片描述

因为第四扇区被用做用户设置数据储存,所以flash需要避开这个扇区。
F4版本仅需要注意这个即可,下载算法选择对应的芯片的下载算法就行。

F7高速版

魔术棒设置
在这里插入图片描述

这个flash地址不是熟悉的0x08000000,而是0x00204000,F7的储存架构比较特殊,CPU访问Flash有两条路,一个是0x00200000另一个是0x08000000。前者走ART缓存再到ITCM总线上(然后直接到CPU 不过L1Cache),而后者直接走总线矩阵(不过ART),经过L1Cache再到CPU,qspiFlash的数据只能通过L1Cache缓存,为了使qspiflash性能最大化,内部flash的数据全部走ITCM(由ART进行性能加速),图中的设置即为这种情况。(并且为了避开调电保存的数据和Bootloader,地址设置为0x00204000,并且大小为32KB)

下载算法设置
在这里插入图片描述
F730x_Flash_Ext这个下载算法在仓库中有,并且附有源码,在源码的下载算法目录下有个文件STM32F730x8_ExtFlash.FLM,把这个文件添加到keil的安装目录下的ARM/Flash文件夹中就可以通过Add添加了

如果是第一次下载固件,它肯定是不会运行的还需要一个bootloader。

仓库中包含bootloader的源码,只要把它也下载到单片机里,就能运行了

在这里插入图片描述
bootloader地址为0x00200000 大小16KB

对于F7高速版,字库不再储存在代码中,而是在外部flash中。字库的Bin文件在仓库中也有提供。地址为0x90800000(stm32访问的地址),需要事先由STLINK通过STLINK-Utility或者STM32CubeProgrammer下载(不知道DAP下载器有没有类似的软件),下载之前需要添加下载算法,这个需要.stldr后缀的那个,而不是keil的FLM。这个下载算法需要复制到…STM32CubeProgrammer\bin\ExternalLoader目录下(STM32CubeProgrammer为安装目录),STLINK-Utility也有个类似的目录。具体下载方法网上很多,对于STM32CubeProgrammer,操作很方便,但是一次只能使用一个下载算法,而keil与STLINK-Utility能同时使用多个下载算法

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加:2021-08-22 13:41:27  更:2021-08-22 13:43:15 
 
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