瑞萨RH850 FCL、FDL和EEL库的配置和使用

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。

1FCL库

1.1、配置FCL库

第1步：下载FCL库（点击阅读原文查看）。

FCL库官网地址

RH850 FCL库与用户手册地址

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也在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 0x8000
R_FCL_NOINIT uint8_t FCL_Copy_area[FCL_RAM_EXECUTION_AREA_SIZE];

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"

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

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 */

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起始位。

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

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

2FDL库

2.1、配置FDL库

第1步：下载FDL库（点击阅读原文查看）。

FDL库官网地址：https://www.renesas.cn/cn/en/software-tool/data-flash-libraries#download

RH850 FDL库与用户手册地址：https://www.renesas.cn/cn/en/products/microcontrollers-microprocessors/rh850-automotive-mcus/rh850f1km-s4-high-end-automotive-microcontrollers-ideal-body-applications/design-support#hardware_tools

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内部运行变量数据段；

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

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 */

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。

2.2、使用FDL库

3EEL库

FDL和EEL都是操作Data Flash Memory，EEL依托于FDL，在FDL库中已经讲解了使用EEL的方法。EEL和FDL关系如下图所示：

EEL PooL：EEL Pool为EEL提供存储数据和管理信息；

User PooL：所有不是EEL Pool分配的FDL Pool空间都可由用户应用程序自由使用，因此称为User PooL。

审核编辑：汤梓红