• 将STM32 Flash的一部分虚拟为大容量存储设备 USB_Device

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            实验环境：STM32F103VET6         512KB Flash        64KB RAM

                            CubeMX生成代码+MDK编译

             

            简介：

            手中有给设备升级的工作，希望采用USB的方式。但是板卡没有外挂Flash，也不希望占用大量的RAM来接收数据，干脆直接使用Flash模拟成大容量存储设备。

            这样一来直接固件就直接写入Flash中了。然后找到固件的位置，就可以升级了。

            如下图所示：将APP2所用的区域作为 大容量存储设备使用的内存，其中就包括升级需要的bin文件。只需要找到bin文件的位置即可完成接下来的升级。

    =============分割线=============

            CubeMX配置： 配置USB 为大容量存储设备

    配置USB设备代码：usbd_storage_if.c文件

                                    BLOCKNUM=400     STORAGE_BLK_SIZ=0x200    

                                    即大容量存储设备容量=400*0x200=200KB

    1. /* USER CODE BEGIN PRIVATE_TYPES */
    2. #define BLOCKNUM  400
    3. /* USER CODE END PRIVATE_TYPES */
    4.  
    5. #define STORAGE_LUN_NBR                  1
    6. #define STORAGE_BLK_NBR                  BLOCKNUM
    7. #define STORAGE_BLK_SIZ                  0x200

     STORAGE_BLK_SIZ=0x200 是指作为USB-Device时 一个扇区的大小。

    其他函数配置： 

    1. #define APP1_START_ADDR                     0x08019000
    2.  
    3. #define MASS_STORAGE_CLASS_START_ADDR       0x0804B000
    1.  
    2. /* Private functions ---------------------------------------------------------*/
    3. /**
    4.   * @brief  Initializes over USB FS IP
    5.   * @param  lun:
    6.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    7.   */
    8. int8_t STORAGE_Init_FS(uint8_t lun)
    9. {
    10.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    11.   return (USBD_OK);
    12.   /* USER CODE END 2 */
    13. }
    14.  
    15. /**
    16.   * @brief  .
    17.   * @param  lun: .
    18.   * @param  block_num: .
    19.   * @param  block_size: .
    20.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    21.   */
    22. int8_t STORAGE_GetCapacity_FS(uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint16_t *block_size)
    23. {
    24.   /* USER CODE BEGIN 3 */
    25.   *block_num  = STORAGE_BLK_NBR;
    26.   *block_size = STORAGE_BLK_SIZ;
    27.   return (USBD_OK);
    28.   /* USER CODE END 3 */
    29. }
    30.  
    31. /**
    32.   * @brief  .
    33.   * @param  lun: .
    34.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    35.   */
    36. int8_t STORAGE_IsReady_FS(uint8_t lun)
    37. {
    38.   /* USER CODE BEGIN 4 */
    39.  
    40.   // return (USBD_FAIL);
    41.   return (USBD_OK);
    42.   /* USER CODE END 4 */
    43. }
    44.  
    45. /**
    46.   * @brief  .
    47.   * @param  lun: .
    48.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    49.   */
    50. int8_t STORAGE_IsWriteProtected_FS(uint8_t lun)
    51. {
    52.   /* USER CODE BEGIN 5 */
    53.   return (USBD_OK);
    54.   /* USER CODE END 5 */
    55. }
    56.  
    57. /**
    58.   * @brief  .
    59.   * @param  lun: .
    60.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    61.   */
    62. int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
    63. {
    64.   /* USER CODE BEGIN 6 */
    65.   uint32_t satrtAddr = MASS_STORAGE_CLASS_START_ADDR + blk_addr*STORAGE_BLK_SIZ;
    66.   for(uint16_t i=0;i
    67.     *(buf+i) = STMFLASH_ReadByte(satrtAddr+i);
    68.   }
    69.   return (USBD_OK);
    70.   /* USER CODE END 6 */
    71. }
    72.  
    73. /**
    74.   * @brief  .
    75.   * @param  lun: .
    76.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
    77.   */
    78.  
    79. unsigned char tempBuff[2048] = {0};
    80.  
    81. int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
    82. {
    83.   /* USER CODE BEGIN 7 */
    84.   uint32_t * p = (uint32_t *)tempBuff;
    85. 	FLASH_EraseInitTypeDef FlashEraseInit;
    86. 	uint32_t PageError = 0;
    87.   // 要写入的地址
    88.   uint32_t falshAddr = MASS_STORAGE_CLASS_START_ADDR + blk_addr*STORAGE_BLK_SIZ;
    89.   // 要写入的地址所在的扇区的起始地址
    90.   uint32_t sectorStartAddr = Get103VET6SectorAddr(falshAddr);
    91.   uint32_t tempSectorStartAddr = sectorStartAddr;
    92.   // 判断要写的内容在Flash哪一个扇区  将其中的内容全部取出到Buff中
    93.   memcpy(tempBuff, (uint32_t *)sectorStartAddr, 2048);
    94.  
    95.   // 将数据写入Buff
    96.   memcpy(tempBuff+(blk_addr%4)*512, buf, blk_len*512);
    97.   SEGGER_RTT_printf(0,"addr %x  start addr %x \r\n",falshAddr,sectorStartAddr);
    98. 	HAL_FLASH_Unlock();                         //解锁	
    99.   // // 擦除当前Flash扇区内容
    100.   FlashEraseInit.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;    //擦除类型，页擦除 
    101.   FlashEraseInit.Banks = FLASH_BANK_1;   	
    102.   FlashEraseInit.PageAddress = falshAddr;
    103.   FlashEraseInit.NbPages = 1;                          //一次只擦除一页
    104.   if(HAL_FLASHEx_Erase(&FlashEraseInit, &PageError) != HAL_OK) 
    105.   {
    106.     SEGGER_RTT_printf(0,"Flash Erase err\r\n");
    107. 	  HAL_FLASH_Lock();      
    108.     return (USBD_FAIL);
    109.   }
    110.   FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);            //等待上次操作完成
    111.   SEGGER_RTT_printf(0,"Flash Erase OK\r\n");
    112.  
    113.   // 将整个Buff存入Flash
    114.   while(sectorStartAddr < tempSectorStartAddr+2048)									//写数据
    115.   {	  //  单次写入8字节 64位数据
    116.     if(HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_DOUBLEWORD, sectorStartAddr, *(uint64_t*)p) != HAL_OK)//写入数据
    117.     {
    118. 	    HAL_FLASH_Lock();      
    119.       return (USBD_FAIL);
    120.       break;												//写入异常
    121.     }
    122.     sectorStartAddr += 8;     //地址加8
    123.     p += 2;       //buff是32位的,所以这里＋2 便是8个字节
    124.   }  
    125.  
    126. 	FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);        //等待上次操作完成
    127. 	HAL_FLASH_Lock();      
    128.  
    129.   return (USBD_OK);
    130.   /* USER CODE END 7 */
    131. }
    132.  
    133. /**
    134.   * @brief  .
    135.   * @param  None
    136.   * @retval .
    137.   */
    138. int8_t STORAGE_GetMaxLun_FS(void)
    139. {
    140.   /* USER CODE BEGIN 8 */
    141.   // SEGGER_RTT_printf(0," STORAGE_GetMaxLun_FS  %d \r\n",STORAGE_LUN_NBR - 1);
    142.   return (STORAGE_LUN_NBR - 1);
    143.   /* USER CODE END 8 */
    144. }

    主要是写入和读取函数配置：

    int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)

    写入：buf为要写入数据的指针、blk_addr为要写入的块的index、blk_len为要写入几个块（一般为1）

            因为103VET6的flash块大小为2K，所以要判断blk_addr在那个Flash块中，然后将整个Flash块读出来重新写入。blk_len一般为1，所以如果不为1时，这段代码是有问题的。

    int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)

    读取：参数同写入，用到了读取单个字节的函数

    1. /*************************************************************
    2. ** Function name:       STMFLASH_ReadByte
    3. ** Descriptions:        读uint8操作
    4. ** Input parameters:    None
    5. ** Output parameters:   None
    6. ** Returned value:      None
    7. ** Remarks:             None
    8. *************************************************************/
    9. uint8_t STMFLASH_ReadByte(uint32_t faddr)
    10. {
    11. 	return *(uint8_t*)faddr; 
    12. }

    然后我们利用写入文件连续的特性，就可以在内存中得到bin文件了。

    实验：

    可以看出来，固件拷贝到优盘之后，在0x0805 0600的位置。和bin文件是一样的。

    重新上电U盘中的内容也会存在，不会因为掉电丢失。 

    1. #define APP1_START_ADDR                     0x08019000
    2.  
    3. #define MASS_STORAGE_CLASS_START_ADDR       0x0804B000

     大容量存储设备 起始地址为0x0804B000， 在固件之前的内容为FAT系统的其他数据。

    【我们可以在Bin文件开头 做上Information（名字+版本号+StartAddr+CRC等等），结尾做上结束标记符号，这样就能判断是不是需要升级的固件】

     注意事项：升级的话U盘中只能放一个固件文件、放其他的可能会使文件内容不连续。具体可以搜一下FAT系统。

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