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苏木2025-09-20
1939
7.2m

LV050-STM32地址重映射 ​

一、地址重映射 ​

这一部分还是以STM42F429为例。F429的中文手册可以看这里：RM0090_STM32F40xxx、STM32F41xxx、STM32F42xxx、STM32F43xx参考手册

1. 自举的概念 ​

自举(bootstrap)计算机设备使用硬件加载的程序，用于初始化足够的软件来查找并加载功能完整的操作系统。也用来描述加载自举程序的过程。什么是单片机的自举？单片机的自举就是单片机的启动。

我们说，单片机程序基本都是从0地址出开始运行的，F429的0x00000000~0x001FFFFF地址映射了到什么存储器上，那么就从该存储器上读取指令，开始运行。

至于说0x00000000~0x001FFFFF到底映射在了什么存储器上，这个要看F429 芯片 BOOT1、BOOT0这两个引脚的电平值，说白了就是，通过BOOT1和BOOT0 引脚的电平值，可以选择将0x00000000~0x001FFFFF映射到不同的存储器上。

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STM32片内的FLASH分成两部分：主存储块、信息块。主存储块(主Flash)用于存储程序，我们写的程序一般存储在这里。信息块又分成两部分：系统存储器(系统FLASH)、选项字节。系统存储器存储用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序(BootLoader)，当使用ISP方式加载程序时，就是由这个程序执行。这个区域由芯片厂写入BootLoader，然后锁死，用户是无法改变这个区域的。选项字节存储芯片的配置信息及对主存储块的保护信息。

2. 主flash地址 ​

主FLASH地址为0x0800 0000-0x081FFFFF，Jlink下载时的FLASH设置是不是通过Jlink下载到了地址为0x08000000的地方，大小是0x00100000，也就是1MB。我们打开一个STM32F4的keil-MDK工程看一下：

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明明代码是下载到0x0800 0000往后的存储空间中，为什么说运行又是从0x0000 0000地址运行的呢？为什么不是从0x0800 0000开始运行的呢？有关这个问题，就是我们说的单片机的自举。

3. 自举配置 ​

这里可以看一下STM32F429的中文参考手册，中文手册可以看这里：RM0090_STM32F40xxx、STM32F41xxx、STM32F42xxx、STM32F43xx参考手册

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正常情况下都是映射到主FLASH上，所以都是从主FLASH上启动的，为了从FLASH启动，我们需要将代码下载到主FLASH上。

4. 重映射 ​

如果0x00000000~0x001FFFFF之前是映射在系统存储器或者嵌入式 SRAM上的，现在改变BOOT0、BOOT1 的电平为 0、x。0x00000000~0x001FFFFF就被重新映射在了主FLASH上，这就是单片机的地址重映射。

重映射就是本来是和张三进行映射的的，现在改为了和李四映射。换句话说重映射就是0x00000000 ~0x001FFFFF(1MB)本来映射在系统存储器 0x1FFF 0000~0x1FFF7A0F(30KB)上面，现在映射到了主FLASH 0x08000000 -0x081FFFFF(1MB)上面。

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选择从主FLASH启动时，显然FLASH会被映射在了两片地址上。

  • 原本映射的地址(1MB)：0x08000000~0x081F FFFF，进行Jlink下载时使用这个地址
  • 重映射的地址(1MB)：0x00000000~0x001F FFFF，启动时CPU就是从重映射的地址读取指令

这两片地址都是有效的，重映射到FLASH上后，CPU从0地址开始运行时，就从FLASH上读取指令，当然前提是我们需要将代码下载FLASH中。

这就解释了为什么我们在keil中设置好程序的下载地址为0x0800 0000，但是单片机上电是确实从0开始执行。是因为我们在硬件上设置了BOOT0=1,BOOT1=X，从而导致了主FLASH区(也叫主闪存，大小1MB)被映射到了0x0000 0000~0x001F FFFF(1MB)，故而代码是下载到 0x0800 0000 往后的存储空间中，却说运行又是从0x0000 0000地址运行的。

5. 程序下载地址？ ​

下载时，能不能使用0x0000 0000地址来下载？

这个不行，因为下载时，0x0000 0000~0x001F FFFF还没有被重映射到FLASH上，只能使用0x0800 0000来下载。

上面说的是我们用JLink下载器下载代码，但是有时候我们还听说可以用串口来下载程序，这又是怎么回事？

用串口下载程序，也就是我们说的ISP在系统中编程。从系统存储器启动，即STM32的ISP了。此时硬件电路B00T0=1，B00T1=0。由于串口不能直接把程序下载到主FLASH里面，所以需要使用到ST公司内嵌于系统存储区的Bootloader来引导把程序下载到主FLASH里面。JLink能直接把程序下载到内置的FLASH里面，是因为JLink下载器内部有Bootloader来引导把程序下载到FLASH里面。程序下载完成后还需要配置BOOT引脚为BOOT0=0，BOOT1=X(即从主闪存存储器启动)，复位后才能正常启动程序。

如果不修改BOOT引脚的话也就是B00T0=1，B00T1=0，那么0x0000 0000 ~ 0x001FFFFF是不是被重映射到系统存储器上面，而程序代码在主FLASH里面。复位后程序肯定不能正常运行，只有在使用串口下载程序后配置BOOT引脚为BOOT0=0，BOOT1=X，复位后才能正常执行代码。

总的来说，使用JLink下载代码，JLink下载器内部的Bootloader将程序引导下载到主FLASH里面。使用串口下载代码，由于串口没有Bootloader，就要使用ST官方内置在芯片系统存储区的Bootloader代码，将程序引导下载止主FLASH。又因为程序是从0开始执行的，所以我们复位后运行程序时一定要让BOOT0=0，BOOT1=X，将0x00000000~0x001FFFFF是重映射到主FLASH我们代码存在的地方，从0开始执行代码。

下图是使用FlyMcu串口下载程序，这个串口是USB-TTL，下载程序时让BOOT0=0，BOOT1=X即可。**不是说在系统中编程需要将B00T0=1，B00T1=0吗？**这是因为我们使用的是这个软件，这个软件可以通过DTR和RTS改变BOOT的引脚电平，达到不用修改BOOT引脚就可以下载运行代码，实际上是软件替我们做了改变BOOT引脚的操作。

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二、 ISP与IAP ​

先来了解两个概念，后面会具体再学习：

  • ISP在系统编程，是指直接在目标电路板上对芯片进行编程，一般需要一个自举程序(BootLoader)来执行。ISP也有叫ICP在电路编程、在线编程。

  • IAP在应用中编程，是指最终产品出厂后，由最终用户在使用中对用户程序部分进行编程，实现在线升级。IAP要求将程序分成两部分：引导程序、用户程序。引导程序总是不变的。IAP也有叫在程序中编程。

ISP与IAP的区别在于，ISP一般是对芯片整片重新编程，用的是芯片厂的自举程序。而IAP只是更新程序的一部分，用的是电器厂开发的IAP引导程序。综合来看，ISP受到的限制更多，而IAP由于是自己开发的程序，更换程序的时候更容易操作。