STM32F429上Zephyr与mcuboot运行详解

由于项目需要，对zephyr和mcuboot进行了初步学习，并基于stm32f429（用的是正点原子的阿波罗开发板）进行了一些实操，对这个过程进行一下记录。

搭建zephyr的开发环境

我这里是在Windows下进行开发的，这一步实际上跟着zephyr官方的指引走就没有问题。以下是简单记录。

1. 安装chocolatey
2. 以管理员身份运行命令行
3. 使用chocolatey安装其他需要的工具（cmake，ninja，gperf，python311，git，dtc-msys2，wget，7zip）
4. 安装west（这是专门给zephyr开发的工具）
5. 使用west获取zephyr源码
6. 使用west导出zephyr cmake package
7. 安装其他需要的python依赖（zephyr中有文件记录了需要什么，pip3可以直接使用这个文件依次安装）
8. 使用wget获取zephyr SDK（这里面是zephyr进行编译链接等操作要用到的工具）
9. 解压它，并运行其中的setup.cmd进行安装
10. 编译例程，使用west build命令进行，例子如下：

cd %HOMEPATH%\zephyrproject\zephyr
west build -b stm32f429i_disc1 .\samples\hello_world\ --build-dir build_1

其中stm32f429i_disc1这个是board， .\samples\hello_world\这个是要编译的例程，–build-dir build_1这里指定了编译过程和结果存放的路径是当前文件夹下的build_1文件夹（没有则会创建一个）

编译通过之后，会在zephyrproject\zephyr\build_1\zephyr目录下找到zephyr.bin和zephyr.hex这两个就是编出来的固件，不过这时的固件还不能直接烧录，因为板子配置不同

适配开发板

适配时，参考了有大佬在野火同mcu的开发板上进行移植的博客，主要是时钟问题，需要修改配置文件boards/arm/stm32f429i_disc1/stm32f429i_disc1_defconfig：

CONFIG_SYS_CLOCK_HW_CYCLES_PER_SEC=180000000
CONFIG_ARM_MPU=n
CONFIG_CLOCK_STM32_HSE_CLOCK=25000000
CONFIG_CLOCK_STM32_PLL_M_DIVISOR=25
CONFIG_CLOCK_STM32_PLL_N_MULTIPLIER=360

由于zephyr版本不同，具体到我这里，需要修改两个文件，配置文件和设备树文件：
boards/arm/stm32f429i_disc1/stm32f429i_disc1_defconfig：

CONFIG_ARM_MPU=n
CONFIG_SYS_CLOCK_HW_CYCLES_PER_SEC=180000000
CONFIG_CLOCK_STM32_HSE_CLOCK=25000000

boards/arm/stm32f429i_disc1/stm32f429i_disc1.dts

&pll {
	div-m = <25>;
	mul-n = <360>;
	div-p = <2>;
	div-q = <8>;
	clocks = <&clk_hse>;
	status = "okay";
};

再次编译之后的固件，就可以烧录进开发板，我这里用的是stm32 stlink utility烧录工具，运行结果如下：

添加MCUboot

例程跑起来之后，就要考虑添加MCUboot，由BOOT去引导app
MCUboot本身已经支持了zephyr；测试MCUboot一共需要三个固件；
MCUboot要求在zephyr的设备树中增加三个slot：

&flash0 {

	partitions {
		compatible = "fixed-partitions";
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <1>;

		boot_partition: partition@0 {
			label = "mcuboot";
			reg = <0x00000000 DT_SIZE_K(128)>;
			read-only;
		};

		slot0_partition: partition@20000 {
			label = "image-0";
			reg = <0x00020000 DT_SIZE_K(128)>;
		};

		slot1_partition: partition@40000 {
			label = "image-1";
			reg = <0x00040000 DT_SIZE_K(128)>;
		};
		scratch_partition: partition@60000 {
			label = "image-scratch";
			reg = <0x00060000 DT_SIZE_K(128)>;
		};
}

进入\zephyrproject\bootloader\mcuboot\boot\zephyr目录，编译MCUboot：

west build -b stm32f429i_disc1 

然后在当前目录下的build\zephyr目录中会找到zephyr.hex文件，烧录运行结果如下：

提示Unable to find bootable image是因为我们还没有app镜像可以加载；

加载app镜像

可以在当前目录下运行：

west build -b stm32f429i_disc1 ..\..\samples\zephyr\hello-world\ --build-dir build_1

编译MCUboot官方准备好的例程；编译通过之后可以在build_1\zephyr目录下找到zephyr.bin，这个bin是特殊的bin，它的开头前0x200个字节是空的，是需要签名才能被mcuboot识别；

 python ..\..\scripts\imgtool.py sign --header-size 0x200 --align 8 --version 1.2 -S 0x20000 --key \..\..\root-rsa-2048.pem .\build_1\zephyr\zephyr.bin .\zephyr\build_1\zephyr\signed.bin

这样就签名成功了，获得了signed.bin；然后将这个bin烧录到板子上，烧录时也要注意，需要偏移，因为在设备树中规定了app镜像slot0会偏移0x20000个字节，因此烧录时也要偏移这么多去烧录：

烧录成功之后，运行结果如下：

到这里，就算是完成了让mcuboot引导app的工作

使用spi flash

由于项目中用的是spi-nand-flash，接下来就需要尝试使用它，我这里开发板上是spi-nor-flash接的是spi5接口，这时又需要修改设备树了：
原本我使用的这个stm32f429i_disc1板子的设备树配置中，spi5是配置好的，不过它被用来做spi屏幕接口了，需要把屏幕接口相关的配置屏蔽掉，主要是&ltdc，还有chosen节点中的// zephyr,display = &ili9341;，然后把原来的spi5节点中的ili9341也屏蔽掉，增加对w25q256（我开发板上的spiflash）的描述，同时把片选脚配置正确：

&spi5 {
	pinctrl-0 = <&spi5_nss_pf6 &spi5_sck_pf7
		     &spi5_miso_pf8 &spi5_mosi_pf9>;
	pinctrl-names = "default";
	status = "okay";
	cs-gpios = <&gpiof 6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
	w25q256fv: w25q256fv@0 {
		compatible = "jedec,spi-nor";
		reg = <0>;
		spi-max-frequency = <40000000>;
		size = <0x10000000>;
		has-dpd;
		t-enter-dpd = <4000>;
		t-exit-dpd = <25000>;
		jedec-id = [ef 40 19];
}

改好之后就可以编译了：

west build -b stm32f429i_disc1 .\samples\drivers\spi_flash

编译通过后，烧录运行如下：

添加文件系统

作者：xyjdwxzxxbw