EEPW论坛

关于 Keil MDK 中 MCU 下载算法（FLM）的全面解析，结合其核心机制、应用场景及高级开发技巧，内容分为基础篇与硬核篇：

一、基础篇：FLM 下载算法入门1. FLM 是什么？

       本质：FLM（Flash Loader Module）是 Keil MDK 用于擦除/编程/校验 MCU Flash 的临时执行代码，由调试器（如 J-Link、DAP-Link）加载到目标芯片的 SRAM 中运行。

       作用：充当调试器与 Flash 硬件的“翻译官”，提供标准化的擦写接口，用户无需手动操作 Flash 寄存器。

       生命周期：仅在下载代码时被加载到 SRAM，任务完成后立即释放，不占用 Flash 空间。

2. FLM 文件来源与存放位置

       官方来源：

             Keil 安装目录：C:\Keil_v5\ARM\Flash（默认路径）

             MCU 厂商的 DFP 支持包（如 NXP、ST 的 Pack 包）

      自定义来源：开发者可针对非标 Flash（如外接 SPI NOR）编写专用算法。

3. FLM 文件结构解析

FLM 是二进制文件，包含以下关键信息：

      算法代码：用 C/汇编编写的 Flash 操作函数（擦除、写入、校验）。

      元数据：

       AlgoRamStart：算法加载到 SRAM 的起始地址（如 0x20000000）。

       AlgoRamSize：算法所需 SRAM 大小（通常 2-8KB）。

       EntryPoint：算法代码入口地址。

       DevInfo：Flash 硬件参数（基地址、页大小、扇区大小等）。

二、硬核篇：FLM 工作机制与高级应用1. 为何必须加载到 SRAM？

       Flash 的局限性：

             擦除期间不可访问：擦除操作需数十毫秒，期间 CPU 无法读取 Flash 中的代码。

             写入速度慢：微秒级写入延迟 vs. SRAM 的纳秒级访问。

             空间占用：FLM 作为临时工具，长期驻留 Flash 浪费存储空间。

       SRAM 的优势：

             高速读写能力，确保擦写操作实时响应。

             地址固定（如 STM32 的 0x20000000），方便调试器定位。

             掉电后数据丢失，天然适合临时任务。

2. FLM 在 Keil MDK 中的执行流程

当用户点击“Download”时：

1. 加载阶段：调试器将 FLM 文件从主机复制到目标芯片 SRAM 的 AlgoRamStart 地址。

2. 跳转执行：CPU 从 EntryPoint 开始运行 FLM 代码。

3. 擦写操作：FLM 调用 Flash 控制器寄存器，完成擦除→编程→校验。

4. 退出清理：释放 SRAM 空间，复位 PC 指针到用户代码入口。

3. 自定义 FLM 开发指南

       适用场景：

              支持新型 Flash 芯片（如 QSPI NOR）。

              优化擦写速度（如扇区合并擦除）。

       开发步骤：

1. 工程模板：使用 Keil 提供的 Flash Algorithm Template。

2. 关键 API 实现：

   int EraseSector (uint32_t addr);  // 擦除指定扇区 
   int ProgramPage (uint32_t addr, const uint8_t *buf, uint32_t size); // 写入数据

3. 编译生成 FLM：通过 fromelf.exe 转换 axf 为 FLM 文件。

   调试技巧：利用 FLM_DEBUG 工程模拟硬件操作，避免反复烧录测试。

4. FLM 集成到 MDK 的两种方式

       传统方法（MDK ≤5.31）： 复制 FLM 到 \Keil_v5\ARM\Flash，重启 MDK 即可识别。

       现代方法（MDK ≥5.40）：

1. 将 FLM 放入 DFP 包路径（如 \Arm\Packs\NXP\MIMXRT1176_DFP\devices\MIMXRT1176\arm）。

2. 编辑 DFP 包的 .pdsc 文件，添加算法描述：

   <algorithm name="My_Custom_Flash" file="arm\MyFlashAlgorithm.FLM"/>

3. 在 MDK 工程选项 → "Utilities" → "Add" 选择新算法。

三、典型问题解决方案

       FLM 加载失败：

             检查 SRAM 地址冲突：确保 AlgoRamStart 避开用户堆栈区。

             验证调试器兼容性：DAP-Link 需使用 CMSIS-DAP 协议兼容的 FLM。

       自定义 FLM 速度优化：

             采用双缓冲编程：在写入当前页时，预取下一页数据。

             扇区擦除合并：将连续小扇区合并为大块擦除（需 Flash 支持）。

总结：FLM 的核心价值

更多实践案例可参考：

       FLM 开发模板 (https://blog.csdn.net/weixin_39687189/article/details/112432924)

       STM32H7 外部 Flash 算法实战 (https://gitcode.com/Open-source-documentation-tutorial/7e436/overview)

       超级下载算法（RT-UFL）在 MDK 的集成