瑞萨 RH850 FCL、FDL 和 EEL 库的配置和使用

作者：不脱发的程序猿

2023-01-31
北京
本文字数：4534 字
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瑞萨 RH850 Flash 中有两种存储类型：Mapping of Code Flash Memory 和 Mapping of Data Flash Memory。

Mapping of Code Flash Memory 存储代码，Mapping of Data Flash Memory 存储数据。

瑞萨车规级 MCU 操作 Flash 没有直接提供寄存器接口，需要安装官方提供的库文件，有三种形式：

FCL：程序存储区仿真库，可使用此库访问程序存储区，一般用于程序自升级操作；

FDL：数据存储区仿真库，可通过此库操作数据区，需要人为定义地址和数据长度，占用 Flash 空间比 EEL 略少，但占用 RAM 大；
EEL：EEPROM 仿真库，可使用此库来访问数据内存区，该方法类似于访问外部 EEPROM，使用此库时，不用管理对数据区闪存写和擦除操作，其占用 Flash 容量大，需配合 FDL 库来操作。

RH850 FCL、FDL和EEL安装包、源码、配置PPT和使用说明-嵌入式文档类资源

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1、FCL 库

1.1、配置 FCL 库

第 1 步：下载 FCL 库。

FCL 库官网地址：Code Flash Libraries (Flash Self Programming Libraries)

RH850 FCL 库与用户手册地址：RH850/F1KM-S4 Design Support Resources | Renesas

第 2 步：安装 FCL 库。

安装完成后可见官方库文件和用户使用文件两部分：

文件系统结构说明如下所示：

第 3 步：将官方库文件和对应的用户使用文件添加到自己的工程后，在 CS+工程中的添加 FCL 需要的代码段，如下图所示：

注意：

在这些代码段中请不要插入其他段；
FCL_RESERVED.bss 段：在 RAM 中存放 FCL 库运行的代码，即复制上面代码段的内容到此 RAM 中。如果定义了 R_FCL_HANDLER_CALL_USER，则用户代码 R_FCL_CODE_USER.text 也此 RAM 中运行。在实际应用中定义 FCL_RESERVED 预留的大小，大小必须包含该库代码量和用户代码量（如果定义了 R_FCL_HANDLER_CALL_USER ）；

/* This array reserves the copy area in the device RAM */#define FCL_RAM_EXECUTION_AREA_SIZE 0x8000R_FCL_NOINIT uint8_t FCL_Copy_area[FCL_RAM_EXECUTION_AREA_SIZE];

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R_FCL_DATA.bss：FCL 内部运行数据段；
在 CS+环境下，FCL 编译后会出现 3 个对齐失配警告，请忽略。

W0561322:Section alignment mismatch : "R_FCL_CODE_USR.text"W0561322:Section alignment mismatch : "R_FCL_CODE_RAM.text"W0561322:Section alignment mismatch : "R_FCL_CODE_ROMRAM.text"

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第 4 步：修改 fcl_cfg.h 文件。

#define R_FCL_COMMAND_EXECUTION_MODE    R_FCL_HANDLER_CALL_USER//修改成#define R_FCL_COMMAND_EXECUTION_MODE    R_FCL_HANDLER_CALL_INTERNAL

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R_FCL_HANDLER_CALL_USER（user mode）： user 模式，用户代码运行在 RAM 区，在自编程命令执行期间，可以运行用户代码，用户可以轮询库的运行状态。需要消耗一定的 RAM 空间；
R_FCL_HANDLER_CALL_INTERNAL （internal mode）：internal 模式，不需要轮询库的状态，在自编程命令执行期间没有状态值的返回，直到命令执行结束。消耗 RAM 空间小。

第 5 步：修改 fcl_descriptor.h 文件。

#define FCL_CPU_FREQUENCY_MHZ  (240)                          /*!< CPU frequency in MHz */#define FCL_AUTHENTICATION_ID {0xFFFFFFFF, \                               0xFFFFFFFF, \                               0xFFFFFFFF, \                               0xFFFFFFFF}                    /*!< 128Bit authentication ID */#define FCL_RAM_ADDRESS        0xFEBC0000                     /*!< RAM address range blocked for FCL */

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FCL_CPU_FREQUENCY_MHZ：CPU 工作频率配置，请不要在库的运行期间改变 CPU 的工作频率，如果需要改变，改完后必须重新初始化 FCL 库；
FCL_AUTHENTICATION_ID：如果设备设置了 ID 验证码，需要提供相应的 ID 码，在 FCL 初始阶段需要验证 ID，如果 ID 验证不通过，不能成功执行 FCL 命令；
FCL_RAM_ADDRESS：根据相应的设备配置 RAM 起始。

第 6 步：修改 r_fcl_types.h 文件。

#define R_FCL_NO_BFA_SWITCH #if ((defined R_FCL_MIRROR_FCU_COPY) && (defined R_FCL_NO_FCU_COPY))    #error "r_fcl_types.h: Invalid define for support device macro"#elif ((defined R_FCL_MIRROR_FCU_COPY) && (defined R_FCL_NO_BFA_SWITCH))    #error "r_fcl_types.h: Invalid define for support device macro"#elif ((defined R_FCL_NO_FCU_COPY) && (defined R_FCL_NO_BFA_SWITCH))    #error "r_fcl_types.h: Invalid define for support device macro"#elif (defined R_FCL_MIRROR_FCU_COPY)    #define R_FCL_INNER_NO_BFA_SWITCH#elif (defined R_FCL_NO_FCU_COPY)    #define R_FCL_INNER_NO_FCU_COPY#elif (defined R_FCL_NO_BFA_SWITCH)    #define R_FCL_INNER_NO_BFA_SWITCH    #define R_FCL_INNER_NO_FCU_COPY#endif

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在 FCL V2.12 版本中增加了 R_FCL_NO_FCU_COPY、R_FCL_MIRROR_FCU_COPY 和 R_FCL_NO_BFA_SWITCH 预编译配置选项。

在执行 FCL 库环境准备命令时，为了从 MCU 内部固件读取数据，需要开关 CodeFlash 几次。有些设备需要更少的开关来完成这个准备工作，需要定义 R_FCL_NO_BFA_SWITCH 宏；
R_FCL_NO_BFA_SWITCH 宏和 R_FCL_NO_FCU_COPY、R_FCL_MIRROR_FCU_COPY 不能同时被定义。

预编译目标设备所需的定义如下表所示：

1.2、使用 FCL 库

2、FDL 库

2.1、配置 FDL 库

第 1 步：下载 FDL 库。

FDL 库官网地址：Data Flash Libraries

RH850 FDL 库与用户手册地址：RH850/F1KM-S4 Design Support Resources

第 2 步：安装 FDL 库。

安装完成后可见官方库文件和用户使用文件两部分：

第 3 步：将官方库文件和对应的用户使用文件添加到自己的工程后，在 CS+工程中的添加 FDL 需要的代码段，如下图所示：

注意：

FDL 库的代码段请按照如图样例 1 设置，位置可以任意，但不要插在 FCL 代码的中间；
R_FDL_Data.bss：FCL 内部运行变量据段；
R_FDL_CodeRam.bss: 在执行 FDL 环境准备期间，Code Flash 不可用，需要从 RAM 中运行代码。

第 4 步：修改 r_fdl.h 文件。

#define R_FDL_NO_BFA_SWITCH /* Global compiler definition */#if ((defined R_FDL_MIRROR_FCU_COPY) && (defined R_FDL_NO_FCU_COPY))    #error "r_fdl.h: Invalid define for support device macro"#elif ((defined R_FDL_MIRROR_FCU_COPY) && (defined R_FDL_NO_BFA_SWITCH))    #error "r_fdl.h: Invalid define for support device macro"#elif ((defined R_FDL_NO_FCU_COPY) && (defined R_FDL_NO_BFA_SWITCH))    #error "r_fdl.h: Invalid define for support device macro"#elif (defined R_FDL_MIRROR_FCU_COPY)    #define R_FDL_INNER_NO_BFA_SWITCH#elif (defined R_FDL_NO_FCU_COPY)    #define R_FDL_INNER_NO_FCU_COPY#elif (defined R_FDL_NO_BFA_SWITCH)    #define R_FDL_INNER_NO_BFA_SWITCH    #define R_FDL_INNER_NO_FCU_COPY#endif

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在 FDL V2.12 版本中增加了 R_FDL_NO_FCU_COPY, R_FDL_MIRROR_FCU_COPY 和 R_FDL_NO_BFA_SWITCH 预编译配置选项。
在执行 FDL 库初始化时，为了从 MCU 内部拷贝固件，需要在固件区和用户区来回切换几次，需要定义宏 R_FDL_NO_BFA_SWITCH 。有些设备不需要拷贝固件（比如 RH850/D1M1A），需要定义 R_FDL_NO_FCU_COPY 宏。
不要同时定义 R_FDL_NO_BFA_SWITCH 和 R_FDL_NO_FCU_COPY, R_FDL_MIRROR_FCU_COPY 。

预编译目标设备所需的定义如下表所示：

第 5 步：修改 fdl_descriptor.h 文件。

  /* The Flash programming hardware is provided with a clock, derived from the CPU subsystem frequency. Check that        the frequency is correct as this has an impact on the programming quality and performance! */    #define CPU_FREQUENCY_MHZ       (240)                           /**< CPU frequency in MHz */     /*****************************************************************************************************************     *  Important definitions for run-time configuration of the FDL:      *   - EEL/FDL Pool -     *****************************************************************************************************************/    /* The physical erase unit of the Data Flash is 64Byte.        The Renesas EEL works with a ring buffer consisting of ring buffer (virtual) blocks that merge a certain number        of physical blocks.       E.g. virtual block size of 2kB equals 32 physical blocks of 64Bytes --> EEL_VIRTUALBLOCKSIZE = 32            virtual block size of 4kB equals 64 physical blocks of 64Bytes --> EEL_VIRTUALBLOCKSIZE = 64              Note: If the Renesas EEL is not used, an alignment is not necessary "EEL_VIRTUALBLOCKSIZE" need not be defined        and the pools start and size definitions can be set free to the application needs */    #define EEL_VIRTUALBLOCKSIZE    (64u)     #define FDL_POOL_SIZE           (16u * EEL_VIRTUALBLOCKSIZE)    /**< Number of Data Flash blocks, accessible by                                                                         the FDL. Typically it is the complete                                                                         no. of available Data Flash blocks */    #define EEL_POOL_START          (1u * EEL_VIRTUALBLOCKSIZE)     /**< 1st block of the EEL pool */    #define EEL_POOL_SIZE           (6u * EEL_VIRTUALBLOCKSIZE)     /**< no. of blocks for the EEL pool */

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CPU_FREQUENCY_MHZ：CPU 工作频率配置，请不要在库的运行期间改变 CPU 的工作频率，如果需要改变，改变后必须重新初始化 FDL 库；
EEL_VIRTUALBLOCKSIZE 虚拟块定：Data Flash 物理块的大小为 64Bytes，在 EEL(EE2PROM Emulation Library)库中，需要合并一定数量的物理块虚拟成一个虚拟块作为 EEL 的缓冲区，用户可以根据实际应用定义虚拟块的大小；如果没有使用 EEL，设 EEL_VIRTUALBLOCKSIZE = 0。如果使用 EEL，例如要定义 2KB 的虚拟块，则需要 32 块 64B 的物理块组成，那么设 EEL_VIRTUALBLOCKSIZE = 32。
FDL_POOL_SIZE ：设备 Data Flash 的物理块的数量；
EEL_POOL_START、EEL_POOL_SIZE：EEL 池的起始块和大小定义。如果没有使用 EEL，设 EEL_POOL_START = 0， EEL_POOL_SIZE = 0；如果使用 EEL，例如 EEL_POOL_START = 0u * EEL_VIRTUALBLOCKSIZE、EEL_POOL_SIZE = 5 * EEL_VIRTUALBLOCKSIZE。