Boot Configuration of STM32F4-DISCOVERY.

sorry. japanese only.

[はじめに]
Discoveryボードを使っていて，少々面倒だなと思うことの一つに，毎回フラッシュROMに
書き込んで実行というのがあると思います。
「折角内蔵SRAMが192KBもあるのに...ちょっと試すぐらいなら，そっちでいいだろ...」
と思った事がある人もいるのではないでしょうか。
ただ，その為にわざわざロード用の仕組みを作ってたりするのも敷居が高いでしょうし，
何よりも気に入ったアプリをフラッシュから消さずに，何とかならんものか...と

そこで，ちょっとした改造をして，stm32のブートコンフィグレーションにより，内蔵SRAM
上にあるアプリケーションを実行出来るようにしてみましょう。

まずブートコンフィグレーションとは，リセットやスタンバイからの復帰の際に，BOOT0と
PB2(BOOT1)の信号レベルによって，メモリの先頭アドレスにリマップする領域を切り替え
出来る機能です。(Boot0,1の信号レベル毎に以下のようなリマップとなります)
BOOT0 BOOT1	リマップ動作
　L　　*	フラッシュROM(0x08000000-)をメモリ先頭アドレス0x00000000にリマップし
		て起動する。通常のフラッシュROM上のアプリ起動動作モード。
　H　　L	SystemROM(0x1FFF0000-)をメモリ先頭アドレス0x00000000にリマップして，
		起動する。STmicro謹製のブートローダが起動するモード。
　H　　H	内蔵SRAM(0x20000000-)をメモリ先頭アドレス0x00000000にリマップして，
		起動する。予め何らかの方法でSRAMにアプリケーションを書いておく必要が
		あります。ある意味デバッグ用の便利モード。

このリマップ機能を使用することで，リセット直後のベクタテーブル(初期時0x00000000)
がリマップされるので，フラッシュROMの内容を書き換えることなく，SRAM上のプログラム
実行が可能となります。
これによってスクラッチ＆ビルドの開発で色々試したり，フラッシュの書換え寿命を気に
したり，消去などの煩わしさから解放されて，一層お手軽にプログラミングが出来るよう
になります。


[改造方法]
RAM boot method
		discoveryボードのRAMブート小改造概要

Discoveryボードでは，PB2(BOOT1)が10kΩのプルアップと510Ωの抵抗でプルダウンされ
ており，プルダウン側はSB19というソルダジャンパでGNDに接続されています。このSB19
を取り除いてPB2をプルアップされた状態にしてしまいます。
BOOT0も同様の回路になっていますが，こちらはボードのピンヘッダで隣接するピンにVdd
がありますので，ジャンパプラグでこれらのピンを接続することで，容易にHレベルに出来
ます。(改造例は上の写真の通り)
Boot0とVddを接続したジャンパピンを取り除けば，従来どおりのフラッシュからの起動に
簡単に戻せます。

Boot0=H，PB2(Boot1)=Hの状態でも通常と同じように，ST-Link utilityが使用できてメモリ
の書込みも行えますので，後はリンカスクリプトなどでSRAM上動作への変更をすればOKです。
（リンカスクリプトの例は，サンプルデモのアーカイブを参照してください）
内蔵SRAMへの書込みはフラッシュに比べて，かなり速いのでストレスも減ります。


[OpenOCDを使って改造無しでSRAM上での実行をする]
↓のようなスクリプトを読み込んでおいて，OpenOCDのコマンドでload_run foo.elf等と
実行することで，改造せずともSRAM上にロードして実行することができます。
proc load_elf { loadfile } {
	# vector table address
	set vbr 0xe000ed08
	# vector address (top of SRAM)
	set vectaddr 0x20000000
	# reset and halt
	reset halt
	# set vector table address
	mww $vbr $vectaddr
	# load ELF file onto SRAM(0x20000000-)
	load_image $loadfile
	return
}
proc run_sram { } {
	# vector table address
	set vbr 0xe000ed08
	# vector address (top of SRAM)
	set vectaddr 0x20000000
	# get initial SP and reset handler
	mem2array vect 32 $vectaddr 2
	# display top of vector 4 elements
	mdw $vectaddr 4
	# set initial SP into SP
	reg sp $vect(0)
	# set reset handler int PC
	reg pc $vect(1)
	# execute now
	resume
	return
}
proc load_run { loadfile } {
	load_elf $loadfile
	run_sram
	return
}


[サンプルデモ]
内蔵SRAM上で実行するLEDチカチカのサンプルアーカイブ
展開すると，stm32f4dis_demo1とstm32f4dis_demo2というディレクトリ以下にサンプル
プロジェクトが展開されますので，make ON_SRAM=YES all により内蔵SRAM上で実行する
プログラムがobj/template.hexとして生成されます。
(ON_SRAM変数がYES以外の場合には，フラッシュROM上で実行するプログラムが生成される)


[留意すべき点について]
フラッシュに比べて内蔵SRAMは容量やアドレスの差異は兎も角，168MHzのフルスピードでも 
0waitで実行可能なため，プログラムのデバッグが終わって，フラッシュROM上実行とする
場合には，wait設定やそれに伴う実行速度の差異を留意する必要があります。

サンプルデモでは，フラッシュROMアクセスのwait設定を行っており，waitによるプログ
ラム実行速度への処理依存がないようになっています。


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