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# MUC烧录软件: MCUProg

MCUProg是一款基于pyocd+PySide6的MUC烧录上位机软件，支持Daplink(V1+V2),STlink，Jlink烧录器，可以读取显示芯片/固件内存



得益于python的跨平台能力，MCUProg可以很好地工作在windows和linux系统上

软件完全开源

仓库地址：

gitee: https://gitee.com/Dozingfiretruck/MCUProg

github: https://github.com/Dozingfiretruck/MCUProg

## 支持功能

- 支持Daplink V1、Daplink V2、stlink、Jlink烧录器
- 支持windows10以上系统，支持linux系统(ubuntu测试)
- 支持自定义本地pack文件以支持自定义芯片
- 支持读取芯片数据
- 支持读取烧录固件数据(目前支持bin、hex，elf、axf后续支持)
- 支持烧录时可选擦除芯片
- 支持bin固件自定义烧录地址

## 软件展示

![MCUProg](https://www.dozingfiretruck.com.cn/static/img/05ebd714db7c2df570f3fdc86b241b60.MCUProg.webp)

MCUProg

# NOR FLASH与SPI NAND FLASH 介绍

本文不介绍FLASH原理，只介绍驱动和差异对比





| 区别 | NOR FLASH | NAND FLASH |
| :------: | :--------------------------------------------------: | :------------------------------------------: |
| 成本 | 高 | 低 |
| 擦除速度 | 慢 | 快 |
| 读速度 | 快 | 一般 |
| 写速度 | 慢 | 快 |
| 容量 | 通常较小 (一般1~16MB居多，再大的很贵) | 通常较大 (一般64MB以上) |
| 寿命 | 一般 (擦写次数一般为十万次) | 长 (擦写次数一般为一百万次) |
| XIP | 支持 | 不支持 |
| 寻址方式 | 直接寻址 (自带足够大的sram可以直接存取每个字节) | 间接寻址 (需要先读写到缓存区再实际读写) |
| 坏块 | 无 （实际内部处理了） | 出厂就有 |



# NOR FLASH

nor flash存储区分为页，扇区，块

字节<-页<-扇区<-块

页大小一般为256字节

扇区大小一般为4K

块大小一般为32/64K

读写单位：一般为页

擦除最小单位：一般为扇区

**注意：市面上的nor flash基本都支持SFDP，驱动方式可以根据SFDP读取的参数进行统一驱动**

## **读写**

因为nor flash自带足够大的sram，所以读写都可以直接寻址



# NAND FLASH

nand flash存储区分为页，块

字节<-页<-块

页大小一般为2KB

读写单位：一般为页

擦除最小单位：一般为块

**注意：nand目前大部分没有遵循统一标准，不像nor flash市面上的基本都支持SFDP，SFDP虽然支持nand falsh，但是基本没有厂家支持，各个厂家的命令和驱动方式也不尽相同，比如状态寄存器，一切以手册为准**



下面以 W25N01GVZEIG 为例

读取单位：页 = 2KB 

擦除单位：块 = 64x2KB = 128KB

容量： 1024x64x2KB=128MB = 1Gb （1024块 每块64页 每页2048字节）



**注意：每个厂家的nand内存分布也不一定一样，上面只是举一个例子，其他nand还是以手册为准**

## **读写**

nand flash 读写与nor flash不同，需要先读写到缓冲区(Data Buffer)，即

在读取时，要先从物理地址读到缓冲区，然后再读取缓冲区。

在写入时，要先将数据写入缓冲区，再将缓冲区数据写入物理地址。

这也是复杂的地方之一，无法直接寻址，一般采用页地址+列地址（Page Address + Column Address）组成阵列的寻址方式

以 W25N01GVZEIG 为例：

 **Page Address (PA) [15:0]**，即页面地址，其高10bit表示块号索引（10bit的最大值为1023），低6bit表示页索引（6bit的最大值为63）。

说Column Address之前，先说一下Data Buffer

Data Buffer 大小为2112Byte，由2048Byte的数据缓冲区和64Byte的备用区域（Spare Area）组成。备用区域一是用于标记坏块，二是用于保存ECC码（纠错码）。

**Column Address CA[11:0]**，即缓冲区的地址。在读写缓冲区的参数 CA 即表示该值。12为有效，正好2048字节

因为nand本身就有坏块，读写时候注意判断坏块与ECC

## **坏块管理**

由于工艺和成本的限制，标准规范中出厂时器件是允许存在坏块的，只要它的容量小于总容量的2%就是允许的，这些被称之为原始坏块。后面在随着不断的读写使用，由于寿命等问题也会不断的有新的坏块产生

**所以nand flash强烈推荐使用带有坏快管理+擦写均衡的文件系统进行管理**

NOR FLASH与SPI NAND FLASH 介绍

# keil编译速度慢与解决方式

此文档记录下keil编译速度，以及找到的提速方法

**注意：本文只讨论keil软件编译速度，并不讨论编译器的速度以及编译器对代码的优化等**



众所周知，armcc(ac5)编译器编译较慢是一直被吐槽的点，后面发布的armclang(ac6)基于clang制作，大幅度提升了编译速度，但是感觉ac6的编译速度还是不够快，所以针对这个查了下原因

这里使用了我的一个工程做测试：

## 测试

**环境：**

uVision: V5.39.0

armclang: V6.21

-Oz 编译等级+lto+debug模式

![keil_c_c++](/static/img/8c1c79d471d6bb657f1dfb917f8cb527.keil_c_c++.webp)

![keil_output](/static/img/ae5b24c5e1d52793472acd2e3d057308.keil_output.webp)

![keil_conf](/static/img/565cc430d0367445a1f3178d2c94e248.keil_conf.webp)

**编译消耗时间：**

1分钟

![keil_build](/static/img/ff21a8afc4fe82567c4f984356fba03a.keil_build.webp)

一分钟的编译时间还是比较长的，毕竟工程代码最大的就是lvgl，并不应该这么长的时间，问题出在哪呢？看了下cpu占用了，编译时候平均只有30%，这不对呀...... 所以大概率问题在于keil本身的构建系统或者多线程处理上，我们更换下构建系统再试一下

这里我们使用xmake构建

**环境：**

xmake：V2.9.1

armclang: V6.21

-Oz 编译等级+lto+debug模式



**编译消耗时间：**

13秒

![keil_xmake_build](/static/img/74be70940aed1ebbacd08d363b680215.keil_xmake_build.webp)

cpu占用可以跑满，这才是正常的编译时间

## 结论

keil本身的构建系统或者多线程处理上有问题

## 解决方法

所以大家可以选用其他方式编译，或者直接使用别的IDE

可选的方式有很多，我们简单列举几个说一下优缺点

- MDK6
优点：基于Visual Sdudio code+插件形式，使用cmake+make/ninja编译，速度很快
缺点：配置相对繁琐，无法开箱即用，依赖vcpkg做包管理，依赖github，国内对科学上网有一定依赖
- CLion
优点：非常好的一款IDE，非常完善，支持构建+调试，很方便的集成了cmake+make/ninja进行编译
缺点：收费（学生可以申请免费许可，也可以用自己的开源维护项目获取免费许可，JetBrains对开源真的很友好）
- Visual Sdudio
优点：宇宙第一IDE，同样支持嵌入式编译调试
缺点：虽然支持嵌入式编译调试，但是相对资料偏少
- 直接手写编译构建
优点：基于xmake/make/ninja/scons/cmake+make/jinja等直接手写构建脚本，完全自己控制流程，更自由，搭配Visual Sdudio code可以做到下载+调试
缺点：配置相对繁琐，无法开箱即用，工作量比上面的大

keil编译速度慢与解决方式

# V3S与f1c100基于最新u-boot+linux开发记录




## 准备工作

先更新下本地软件包列表，是否更新软件自己决定

```
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
```

### 安装编译工具链

安装编译工具链（这里直接使用apt安装的13版本）

```
#不带FPU(f1c100)
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi
#带FPU(v3s)
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf
```

检查工具链版本，测试是否安装成功

```
arm-linux-gnueabi-gcc -v
arm-linux-gnueabihf-gcc -v
```

手动安装方式:
上面安装的是linaro出的编译器，所以这里以arm出的编译器为例，
先在官网 https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads 下载编译器 ，这里下载 13.2 rel1版本 

```
tar -xvf arm-gnu-toolchain-13.2.rel1-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz -C /home/name/toolchain/arm-gnu-toolchain-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf
```

在 /etc/profile 中添加

```
export PATH="$PATH:/home/lqy/toolchain/arm-gnu-toolchain-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf/bin"
```

重新加载环境变量的配置文件

```
source /etc/profile
```

检查是否生效

```
arm-none-linux-gnueabihf-gcc -v
```

### 安装编译必要的依赖库和工具

```
sudo apt-get install libncurses5-dev swig bison flex gparted libssl-dev
sudo apt-get install python3-pip
sudo apt-get install git
```



## uboot编译

### 克隆uboot仓库

```
git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git
```

上面是荔枝派仓库，这里我们使用u-boot主线仓库

```
git clone https://github.com/u-boot/u-boot.git
```

切换到最新的v2024.01标签并创建分支

```
git checkout -b v2024.01 v2024.01
```

注意:因为不想编译时输入那么多命令，故修改根目录下Makefile中

```
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
endif
```

下添加

```
ARCH ?=arm
CROSS_COMPILE ?=arm-linux-gnueabihf-
```

这样可以省略 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 

使用荔枝派Zero配置

```
make licheepi_nano_defconfig
make LicheePi_Zero_defconfig
```

### uboot配置

图形配置:

```
make menuconfig
```
f1c100s的话修改以下（可选）：

`arch/arm/mach-sunxi/dram_suniv.c` 中
`struct dram_para suniv_dram_para` 中 .clk的156 换成 CONFIG_DRAM_CLK

`ARM architecture > (156) sunxi dram clock speed` 修改为 240 (若上面没修改则在此处修改)

`General setup > (408000000) CPU clock frequency` 主频修改为 720000000

`boot 16/32M fat16` (大小自己根据kernel/dtb大小决定)
rootfs -- ext4

#### 启动配置:


如果需要flash启动，勾选 `Device Drivers > SPI Support 和 Device Drivers > MTD Support > SPI Flash Support`
之后根据自己flash厂家勾选对应支持，我这里勾选`Winbond SPI flash support`
若不支持也别着急搞驱动，勾选`SFDP table parsing support for SPI NOR flashes (NEW)`可以支持SFDP协议的flash，基本上都支持
若flash大于16M,勾选上 `SPI flash Bank/Extended address register support (NEW)`
S`PI Flash default speed in Hz`自行修改



勾选 Boot options > Enable boot arguments
如果需要TF启动，Boot arguments (NEW)修改为 

```
console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw
```

如果需要flash启动，Boot arguments (NEW)修改为

```
console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait;mtdparts=spi32766.0:1M(uboot)ro,64k(dtb)ro,4M(kernel)ro,-(rootfs) root=31:03 earlyprintk rw rootfstype=jffs2
```

勾选 Boot options > Enable a default value for bootcmd
如果需要TF启动，bootcmd value 修改为 

```
#f1c
load mmc 0:1 0x80008000 zImage;load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb;bootz 0x80008000 - 0x80c08000
#v3s
load mmc 0:1 0x41000000 zImage;load mmc 0:1 0x41800000 sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb;bootz 0x41000000 - 0x41800000
```

如果需要flash启动，bootcmd value 修改为 

```
sf probe 0;sf read 0x41800000 0x100000 0x10000;sf read 0x41000000 0x110000 0x400000;bootz 0x41000000 - 0x41800000
```

**flash启动环境命令解析：**
sf probe 0; //初始化Flash设备（CS拉低）
sf read 0x41800000 0x100000 0x10000;//从flash 0x100000（1MB）位置读取dtb放到内存0x41800000偏移处。
sf read 0x41000000 0x110000 0x400000;//从flash 0x110000（1MB+64KB）位置读取dtb放到内存0x41000000偏移处。
bootz 0x41000000 （内核地址）- 0x41800000（dtb地址） 启动内核

默认延迟2s启动，不想等待可以修改
Boot options > Autoboot options > (2) delay in seconds before automatically booting

**注意:delay 参数首次启动时候会写入配置文件，后续启动会优先按照配置中启动，所以后续修改要清理配置文件才会生效**

编译

```
make -j24
```

至此u-boot编译完毕，编译成功后得到 `u-boot-sunxi-with-spl.bin`





## linux编译

### 克隆linux仓库

```
git clone https://github.com/Lichee-Pi/linux.git
```

上面是荔枝派仓库，这里我们使用linux主线仓库

```
git clone https://github.com/torvalds/linux.git
```

切换到最新的v6.7标签并创建分支

```
git checkout -b v6.7 v6.7
```

此处clone需要大量时间，推荐直接在 kernel.org 下载

注意:同u-boot,因为不想输入那么多命令，故修改根目录下Makefile中

```
ARCH		?= $(SUBARCH)
```

改为 

```
ARCH ?=arm
CROSS_COMPILE ?=arm-linux-gnueabihf-
```

这样可以省略 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 

复制Lichee-Pi的arch/arm/configs/licheepi_xxx_defconfig配置到linux主线对应目录下随后使用荔枝派配置


```
make licheepi_nano_defconfig
make licheepi_zero_defconfig
```

### 内核配置

图形配置

```
make menuconfig
```




编译

```
make -j24
```
make dtbs

```
make -j24 INSTALL_MOD_PATH=out modules
```

```
make -j24 INSTALL_MOD_PATH=out modules_install
```

至此linux内核编译完成，生成内核文件zImage在arch/arm/boot下，设备树文件sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb在arch/arm/boot/dts/allwinner下，驱动模块在out/下



## 根文件系统编译

### 下载最新buildroot

```
wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2023.11.tar.gz
```

解压

```
tar xvf buildroot-2023.11.tar.gz
```

### 根文件系统配置:

图形配置

```
make menuconfig
```

下载源
Build options → Mirrors and Download locations 

```
(https://sources.buildroot.net) Backup download site
(https://cdn.kernel.org/pub) Kernel.org mirror
(http://ftpmirror.gnu.org) GNU Software mirror
(http://rocks.moonscript.org) LuaRocks mirror
(https://cpan.metacpan.org) CPAN mirror (Perl packages)
```

修改为

```
(https://sources.buildroot.net) Backup download site
(https://mirrors.ustc.edu.cn/kernel.org) Kernel.org mirror
(https://mirrors.ustc.edu.cn/gnu) GNU Software mirror
(https://luarocks.cn) LuaRocks mirror
(https://mirrors.ustc.edu.cn/CPAN) CPAN mirror (Perl packages)
```


工具链：

```
Toolchain
 -> Toolchain type = External toolchain
 -> Toolchain = Custom toolchain
 -> Toolchain origin = Pre-installed toolchain
 -> Toolchain path =
 -> Toolchain prefix = $(ARCH)-linux-gnueabihf
 -> External toolchain gcc version = 11.9.x
 -> External toolchain kernel headers series = 4.1.x
 -> External toolchain C library = glibc
 -> [*] Toolchain has SSP support? (NEW)
 -> [*] Toolchain has RPC support? (NEW) 
 -> [*] Toolchain has C++ support? 
```

系统配置：

```
System configuration
 -> System hostname = Jasonangel //平台名字，自行设置
 -> System banner = Welcome to xxxxx //欢迎语
 -> Init system = BusyBox //使用 busybox
 -> /dev management = Dynamic using devtmpfs + mdev //使用 mdev
 -> [*] Enable root login with password (NEW) //使能登录密码
 -> Root password = 123456 //登录密码为 123456
```

文件系统格式：

```
-> Filesystem images
 -> [*] ext2/3/4 root filesystem //如果是 EMMC 或 SD 卡的话就用 ext3/ext4
 -> ext2/3/4 variant = ext4 //选择 ext4 格式
 -> [*] ubi image containing an ubifs root filesystem //如果使用 NAND 的话就用 ubifs
```

等等，按需配置


编译

```
make
```

## 其他功能/应用配置

### 显示

DRM:

linux内核配置：

```
Memory Management options -> Contiguous Memory Allocator 
Library routines -> DMA Contiguous Memory Allocator
(256) Size in Mega Bytes
```

rgb屏幕为例:

```
Device Drivers > Graphics support > Display Panels -> support for simple panels (other than eDP ones)
```

如果还想使用fb*设备，勾选 `Enable legacy fbdev support for your modesetting driver`

设备树添加:

```
/ {
	backlight: backlight {
		compatible = "pwm-backlight";
		pwms = <&pwm 0 1000000 0>;
		brightness-levels = <0 30 40 50 60 70 100>;
		default-brightness-level = <6>;
	};
	

	panel: panel {
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <0>;
		compatible = "qiaodian,qd43003c0-40", "simple-panel";//480x272
	
		port@0 {
			reg = <0>;
			backlight = <&backlight>;
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <0>;
	
			panel_input: endpoint@0 {
				reg = <0>;
				remote-endpoint = <&tcon0_out_lcd>;
			};
		};
	};

};

&de {
	status = "okay";
};

&pwm {
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&pwm0_pin>;
	status = "okay";
};

&tcon0 {
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&lcd_rgb666_pins_a>;
	status = "okay";
};

&tcon0_out {
	tcon0_out_lcd: endpoint@0 {
		reg = <0>;
		remote-endpoint = <&panel_input>;
	};
};
```



如果想屏幕显示linux小企鹅

```
Device Drivers > Graphics support > Bootup logo

[*] Standard black and white Linux logo (NEW)
[*] Standard 16-color Linux logo (NEW)
[*] Standard 224-color Linux logo (NEW)
```

如果想显示log则需要boot arguments里添加tty0即 console=ttyS0 改为 console=tty0 console=ttyS0

### 触屏

Device Drivers > Input device support > 
Horizontal screen resolution
Vertical screen resolution

Touchscreens 

Goodix I2C touchscree



### 音频

#### 配置

因为设备树里已经有codec了，我们只需要在设备树里开启即可

```c
&codec {
	allwinner,audio-routing =
		"Headphone", "HP",
		"Headphone", "HPCOM",
		"MIC1", "Mic",
		"Mic", "HBIAS";
	status = "okay";
};
```

初始化会看到 

```
ALSA device list:
[ 1.410776] #0: V3s Audio Codec
```

执行 `ls /dev/snd/`可以看到

```
controlC0 pcmC0D0c pcmC0D0p timer
```

alsamixer 解除静音

### 视频播放

根文件系统配置：

```
Target packages → Audio and video applications → ffmpeg

Build ffmpeg (the command line application)
Build ffplay
Build ffprobe

Target packages → Graphic libraries and applications (graphic/text)

mesa3d
Gallium lima driver
OpenGL EGL 
OpenGL ES
```

软解播放视频：

```
mpv --no-video test.mp3

ffmpeg -i test.mp4 -s 480x272 -pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0

mpv --vo=drm --drm-draw-surface-size=480x272 test.mp4
```

改为200为双缓冲
`Device Drivers > Graphics support > (100) Overallocation of the fbdev buffer`

硬解播放视频配置:

```
Device Drivers > Staging drivers > Media staging drivers 
Allwinner sunXi family Video Devices 
Allwinner Cedrus VPU driver 
<*> Allwinner A31 Image Signal Processor (ISP) Driver 
```

```
Device Drivers > Multimedia support > Media drivers 
[*] Media platform devices (NEW) --->
	[*] V4L platform devices
	[*] Memory-to-memory multimedia devices 
	<*> Deinterlace support
	<*> Video Multiplexer 
<*> Allwinner Deinterlace driver
[*] V4L test drivers ---> 
	<*> Virtual Memory-to-Memory Driver 
	<*> Virtual Codec Driver 
	<*> Virtual Media Controller Driver (VIMC) 
	<*> Virtual Video Test Driver 
		[ ] Enable CEC emulation support (NEW) 
		(64) Maximum number of devices (NEW) 
	< > Virtual Stateless Decoder Driver (visl) 
```

硬解播放视频：

```
ffmpeg -hwaccel drm -hwaccel_device /dev/dri/card0 -s 480x272 -pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0 -i /home/test.mp4

mpv --vo=drm --hwdec=auto --drm-draw-surface-size=480x272 /home/test.mp4
```


## 烧录



### 准备工作:

安装gparted
sudo apt install gparted
选择TF卡卸载删除全部分区

首先新建linux分区，之前可用空间预留1M为uboot，新建32M fat16文件系统，卷标boot



### 烧录uboot

使用dd命令烧录u-boot到TF卡8K偏移处:

sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8
如果不是第一次烧录，会有uboot env参数已经写入，会导致比如修改启动延迟不生效等问题，清除uboot分区
sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1024 count=1024 seek=8

**注意:/dev/sdb 指的是TF卡，可能是sdb也有可能是sdc，主要还是用命令 fdisk -l 来查看**

### 拷贝kernel以及设备树

拷贝kernel

sudo cp arch/arm/boot/zImage /media/lqy/BOOT/
拷贝设备树
sudo cp arch/arm/boot/dts/allwinner/sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb /media/lqy/BOOT/

### 解压根文件系统

sudo tar -xvf rootfs.tar -C /media/lqy/rootfs/