开源一个芯片自由的脱机下载器

一、什么是脱机下载器

简单来说，脱机下载器就是在不连接电脑、不用专业软件的情况下，也能帮你把程序烧录进芯片的工具。只要插上电源、按个按钮，固件就自动下载进 MCU，非常适合量产、售后、维修等场景。

二、芯片自由的背后：如何让下载器不再"认芯片"？

在传统下载器中，"支持某颗芯片"往往意味着厂商要添加芯片的下载算法，用户只能等待官方升级。但原理上可以打破这种封闭方式，用通过动态加载芯片算法 + 脚本控制烧录流程，实现真正意义上的"芯片自由"。

可以将这个能力拆解为两个关键部分：

📦 1. FLM 算法加载机制：让下载器"学会"支持芯片

下载器不需要内置任何芯片写死的支持代码，而是通过加载 Keil MDK 或芯片原厂提供的 FLM 下载算法（Flash Loader） 文件来完成烧录。

FLM 是一种标准化的芯片 Flash 编程算法格式，通常来自官方 Pack 包，包含以下核心内容：

Init：芯片初始化代码（打开电源、时钟等）

Erase/Program：擦除/写入 Flash 的函数

Sector Info：每个 Flash 页的大小、布局等元信息

🔍 IDE 是如何用 FLM 文件下载固件的？

在 Keil、IAR 等 IDE 中，固件下载流程大致如下：

选择芯片或目标板：IDE 会根据芯片型号自动关联对应的 FLM 文件。
加载 FLM 到 RAM：IDE 把 FLM 算法文件中的代码段加载进目标 MCU 的 RAM。
跳转执行：通过调试接口（如 SWD），IDE 控制 MCU 跳转执行 FLM 中的 Init、Erase、Program 等函数。
写入用户固件：IDE 将用户编译好的 bin 文件，通过 FLM 算法完成 Flash 编程。

简单来说，IDE 并不是"自带"所有芯片的烧录代码，而是 动态加载 FLM 算法，把烧录这件事交给芯片本身的 RAM 里执行。

📁 FLM 文件获取方式：

从 Keil MDK 安装路径中提取（通常在 Keil\ARM\Flash）
从芯片厂商提供的 Pack 包中提取

如何利用 FLM 实现烧录？

解析 FLM 文件 （.FLM.o）：提取必要代码段，减小FLM文件尺寸，使用FLM 提取工具 一键导出为 .FLM.o 格式
将代码加载进 MCU RAM：作为"动态烧录器"运行
通过调用烧录函数：实现对目标芯片 Flash 的操作

这个过程中，下载器自己并不关心芯片型号，只需要：

有合适的 FLM 算法
知道 Flash 起始地址
有合适的下载数据（bin）

这就像是"把芯片支持交给算法提供者"，下载器只负责执行和协调。

💡 2. Python 脚本控制机制：让烧录流程更聪明

有了 FLM 算法，接下来是：如何控制整个烧录流程？例如，先烧 boot，再烧 app，再烧外挂 Flash，再提示成功。

传统脱机下载器往往只支持烧一个文件，流程固定。而如果可以用 Python 脚本，就可以实现允许用户自己用代码定义"烧录流程"。

示例脚本：

python 复制代码

import FLMConfig
import PikaStdLib
import PikaStdDevice
import time

time = PikaStdDevice.Time()
buzzer = PikaStdDevice.GPIO()
buzzer.setPin('PA4') # 蜂鸣器
buzzer.setMode('out')

ReadFlm = FLMConfig.ReadFlm()
# 加载第一个 FLM 下载算法文件
result = ReadFlm.load("STM32/STM32F7x_1024.FLM.o", 0x08000000, 0x20000000)
if result != 0:
    return 

# 烧写 boot.bin和rtthread.bin
result = load.bin("boot.bin", 0x08000000,"rtthread.bin", 0x08020000)
if result != 0:
    return 

# 加载外部 Flash 的 FLM 下载算法文件
result = ReadFlm.load("STM32F767_W25QXX.FLM.o", 0x90000000, 0x20000000)
if result != 0:
    return 

# 烧写 HZK.bin
result = load.bin("HZK.bin", 0x90000000)
if result != 0:
    return 
# 蜂鸣器响一声，表示烧写完成
buzzer.enable()
buzzer.high()
time.sleep_ms(500)
buzzer.low()
time.sleep_ms(500)

该脚本通过加载FLM算法文件，将多个二进制文件（如boot.bin、rtthread.bin和HZK.bin）分别烧录到STM32内部和外部Flash中，并通过蜂鸣器响声提示烧录完成。

**注意：**需要根据实际项目需求，修改以下内容：

下载算法文件名称 （如 "STM32/STM32F7x_1024.FLM.o" 和 "STM32F767_W25QXX.FLM.o"）：应替换为对应芯片和Flash型号的 FLM 文件。

BIN 文件名称及地址 （如 "boot.bin"、"rtthread.bin"、"HZK.bin" 及其对应的地址）：请确保文件名和烧录地址与您的程序结构一致。

若文件名或地址设置不当，可能导致程序无法正常运行或烧录失败。

🧭 脚本的作用是：

按需加载多个 FLM 算法（多片 Flash）
灵活控制烧写顺序与文件分布
添加控制逻辑：判断、日志输出、状态指示
控制外设：比如烧写成功后蜂鸣器响一下
未来可扩展逻辑判断、加密校验等功能

🔧 下载器内部运行 Python 解释器（基于 PikaPython），脱机下载脚本会在脚本引擎中逐行执行，就像运行一个嵌入式程序一样灵活。

这相当于赋予了用户一个高度自由的平台，让你可以自己定义烧录策略，而不是被工具的"支持列表"所限制。

三、开源一个芯片自由的在线/脱机下载器？

了解原理之后，我们来看 MicroLink 的脱机下载功能如何实际使用。整个流程非常简单，不需要专业软件、不依赖电脑，就可以完成整套烧录动作。

✅ 第一步：准备 FLM 算法文件与烧录脚本

你只需将以下文件拷贝到 MicroLink 的脱机下载目录中（类似 U 盘的文件夹）：

文件名	作用
`*.FLM.o`	FLM 下载算法文件（支持多个），可以利用FLM文件提取工具生成
`*.bin`	需要烧录的固件文件
`offline_download.py`	控制烧录流程的 Python 脚本（必须）

示例目录结构：

复制代码

/MICROLINK/
│
├── offline_download.py
├── STM32F7x_1024.FLM.o
├── STM32F767_W25QXX.FLM.o
├── boot.bin
├── rtthread.bin
└── HZK.bin

✅ 第二步：触发脱机下载（两种方式）

MicroLink 支持两种脱机烧录触发方式：

🔘 方式一：按键触发

搭配专用脱机下载扩展板，板上有下载按钮和蜂鸣器。

按下按钮 → MicroLink 自动执行 offline_download.py 脚本
烧录成功 → 蜂鸣器响声提示用户
可用于量产、售后维修、断网环境

纯离线运行，不依赖上位机。

💻 方式二：串口命令触发

如果 MicroLink 已连接电脑，你可以通过 USB CDC 虚拟串口发送load.offline()加回车，效果如下：

该命令会立即触发一次离线脚本的执行，适合：

测试脚本是否正确
在工控系统中集成自动烧录流程
将离线流程作为可控子模块远程触发

📝 提示：你也可以通过脚本打印状态、控制 GPIO、反馈结果到串口等，方便上位机交互。

三、给用户的自由：把"下载器"变成"工具箱"

MicroLink 不是一个封闭的烧录盒，而是一个开放的工具平台。它支持：

🚀 1、高速在线下载与调试（CMSIS-DAP 接口）

MicroLink 支持高速在线烧录与调试，使用 CMSIS-DAP 协议，底层优化加速引擎使得 下载速度与调试响应明显优于传统 DAPLink。无需忍受慢速 Flash 编程，开发体验更顺畅。

🔄 2、在线/脱机无缝切换

你可以在开发阶段使用 在线下载 快速验证，在量产阶段直接切换到 脱机脚本烧录 ，无需切换工具，一站到底。MicroLink = 开发 + 量产 + 售后，一机搞定。

⚡ 3、USB 转串口：支持高达 10Mbps 波特率

内置 USB 转串口模块，波特率最高支持 10Mbps，远超常规工具。这意味着：

下载日志不丢字；
串口通信不卡顿；
适配高速设备调试/通信需求。

🛰️ 4、内置 RTT，支持任意串口助手替代RTTView上位机

MicroLink 支持直接转发 RTT 数据（基于 SEGGER RTT 协议）至主机，通过串口即可与 Xshell、Termite VOFA等串口助手兼容交互。实现以下功能：

MCU 实时输出调试信息；
主机发送命令并快速响应；
无需外接调试器，也无需复杂配置。

甚至，你可以把 RTT 与shell等命令行工具结合，在脚本中嵌入设备状态上报、日志输出等功能，打造更"聪明"的调试工具。

📊 5、实时可视化调试支持：SystemView 助你掌控运行态

除了支持在线与脱机烧录，MicroLink 现在还加入了 SEGGER SystemView 协议支持 ，让你可以在无需额外硬件的情况下，轻松进行任务级别的运行态分析与可视化调试。

MicroLink 会将目标设备中 RTOS（如 RT-Thread、FreeRTOS）产生的 SystemView 日志数据通过 RTT 协议采集，并通过 USB CDC 虚拟串口转发给 PC。

✅ 使用方式：

在 MCU 中启用 SEGGER RTT 和 SystemView 支持（支持 RT-Thread、FreeRTOS 等常见 RTOS）
发送启动SystemView 指令，MicroLink 会开启自动侦测 RTT UpBuffer 并将数据透传
在 PC 上打开 SystemView 工具，选择对应串口，即可实时查看运行状态

**启动SystemView 功能：**打开任意串口助手，输入以下指令：

python 复制代码

SystemView.start(0x20000000,1024,1)

0x20000000:搜索RTT控制块的起始地址；
1024：搜寻RTT控制块地址范围大小
1：SystemView使用RTT的通道

📌 示例画面：

📂 6、拖拽烧录：让烧写像拷文件一样简单

通过 MicroLink 的任意芯片拖拽下载功能 ，你可以将 .bin 文件直接拖进 U 盘盘符，设备会根据当前配置的 FLM 算法与脚本，自动识别芯片、地址并完成烧录。

这意味着：

烧录只需「拖进去」；
支持任意芯片（只要有 FLM 算法）；
可搭配自动化脚本，实现智能判断和校验。

🧰 一台设备，多种身份

总结一下，MicroLink = 脱机下载器 + 在线调试器 + USB 转串口 + RTT 通信 + SystemView +拖拽烧录 + 用户可编程自动化工具。MicroLink 不只是下载器，更是你打造智能嵌入式工作流的利器。

功能	使用场景
✅ 脱机下载	工厂烧写、售后维护
✅ 在线下载/调试	开发阶段快速验证
✅ USB转串口（10Mbps）	日志收集、高速通信
✅ RTT 转UART	实时调试、远程诊断
✅ SystemView	RTOS运行态分析与可视化调试
✅ 拖拽烧录	简化操作，适配量产与非工程用户
✅ Python 脚本自动化流程	高度定制的烧录策略与交互控制

从开发到量产，从调试到通信，MicroLink 将所有工具集于一身，让创客拥有前所未有的开发自由。

四、未来展望：不断扩展功能，打造工程师手边真正好用的工具

✅ 1. 更丰富的 Python API（在持续开发中）

目前，脱机下载脚本支持的功能已经能覆盖基本需求，如加载 FLM 算法、烧录 bin 文件、控制 GPIO、延时等。

但在实际生产和调试场景中，很多工程师希望能够做得更多。因此计划逐步增加以下常用的API接口：

🔓 Flash 解锁 / 上锁
📥 Flash/RAM 任意地址数据读写
🔢 Flash序列号 / 滚码写入

💻 2. 项目开源，持续更新

你可以在 GitHub 上查看全部代码、硬件设计、使用说明和范例脚本：

🔗 GitHub 项目地址：

👉 https://github.com/Aladdin-Wang/MicroLink

欢迎你提出建议、反馈 bug，甚至直接提交 PR。

我们不求大而全，只求把每一个功能打磨得扎实、可靠、好用。

🛒 3. 在线文档

👉 https://microboot.readthedocs.io/zh-cn/latest/tools/microlink/microlink/

❓ 4 .常见问题答疑（FAQ）

为了帮助用户更快上手和排查问题，我们整理了使用 MicroLink 脱机下载功能时的一些常见问题与解答：

问题	解答
💡 FLM 文件从哪里获取？	可从 Keil MDK 安装目录（通常在 `Keil\ARM\Flash`）或芯片厂商提供的 Pack 包中提取，然后使用 MicroLink 提供的 FLM 提取工具生成 `.FLM.o` 文件。
📂 我只有 bin 文件，没有 FLM，怎么办？	建议使用 Keil 安装包或厂商资源获取 FLM，也可以借助他人共享的兼容 FLM 文件。我们未来也计划支持开源算法标准或社区共建资源库。
🔄 脱机脚本可以烧录多个文件吗？	可以，Python 脚本中你可以按需加载多个 bin 文件、写入不同地址，还可操作多个 Flash 区域。
🧪 烧录失败了怎么办？可以调试脚本吗？	可以。你可以通过串口连接 MicroLink，使用 `load.offline()` 命令手动触发脚本执行，并通过输出调试信息来定位问题。
📦 脱机脚本能控制哪些外设？	可以控制 GPIO、电平翻转、蜂鸣器响声、串口交互、延时、打印日志等，用于丰富脱机过程的交互与状态反馈。
🚦 如何判断烧录成功？	烧录完成后 MicroLink 会自动鸣响蜂鸣器作为提示，也可以在脚本中自定义 LED 灯亮灭或串口发送完成信号。
📦 一台 MicroLink 能脱机烧录多个不同芯片吗？	可以。只需准备好对应芯片的 FLM 文件和脚本，MicroLink 脱机运行时会根据文件自动判断和加载，无需更换工具。