ESP32-S3双Flash配置启动循环问题：分区表与Bootloader定制求助

我们设计并制造了一款新板卡，核心采用ESP32-S3（FN8型号），该型号内置8MB Flash，同时板载额外配备了16MB的WINBOND W25Q128JVSIQ外置Flash。

目前遇到的问题：使用Arduino烧录简单的"Hello"程序后，程序无法正常运行，设备持续进入启动循环。我们怀疑当前的分区表配置存在问题，已尝试多个不同的bootloader.bin文件，但均未解决问题。

现求助两个核心问题：

1. 如何为ESP32-S3内置8MB+外置16MB的双Flash配置正确的分区表？
2. 如何针对该双Flash配置定制对应的bootloader.bin文件？

一、双Flash分区表配置 #

ESP32-S3支持双Flash架构，需明确区分主Flash（内置8MB）与从Flash（外置16MB）的分区分配，以下是具体步骤：

1. 明确双Flash地址规则 #

• 内置主Flash：默认地址起始0x0，最大覆盖到0x800000（8MB）
• 外置从Flash：可通过分区表的Flags字段指定归属，地址可独立从0x0开始，或映射到主Flash末尾之后的空间（0x800000及以上）

2. 编写自定义分区表（partitions.csv） #

创建符合ESP-IDF规范的CSV分区表文件，放置在Arduino项目根目录。示例适配8MB内置+16MB外置的分区表：

# Name,   Type, SubType, Offset,  Size, Flags
nvs,      data, nvs,     0x9000,  0x6000,
phy_init, data, phy,     0xf000,  0x1000,
factory,  app,  factory, 0x10000, 0x200000,  // 主Flash分配2MB给出厂程序
ext_fat,  data, fat,     0x0,     0x1000000, flash:1  // 从Flash全部分配为FAT存储（16MB）
ext_ota,  app,  ota_0,   0x1000000, 0x200000, flash:1  // 可选：从Flash分配2MB给OTA分区

• flash:1是关键标记，指定该分区使用外置从Flash；无此标记则默认使用内置主Flash
• 可根据实际需求调整各分区的大小与用途，例如减少主Flash的APP分区大小，预留更多空间给主Flash的数据分区

3. 在Arduino环境中加载自定义分区表 #

• Arduino IDE：在文件->首选项中开启"上传时显示详细输出"，上传时通过命令行参数指定分区表路径；或使用ESP32核心的"自定义分区表"选项（部分版本支持）
• PlatformIO：在platformio.ini中添加配置：

  [env:esp32s3]
  platform = espressif32
  board = esp32s3dev
  board_build.partitions = partitions.csv
  

二、定制双Flash适配的Bootloader #

默认Bootloader未启用外置Flash支持，需通过ESP-IDF编译定制，步骤如下：

1. 准备ESP-IDF环境 #

安装适配ESP32-S3的ESP-IDF版本（建议v5.0及以上，双Flash支持更稳定）

2. 配置Bootloader参数 #

执行idf.py menuconfig进入配置界面：

• 进入Component config->ESP32S3-specific：
  • 勾选Support for external SPI flash
  • 设置External SPI flash CS pin为外置Flash的CS引脚（需匹配原理图，例如GPIO10）
  • 设置External SPI flash size为16MB（对应W25Q128JVSIQ）
• 进入Bootloader config：
  • 可将Bootloader log verbosity设为Info，方便查看启动时的Flash初始化日志
  • 若需OTA功能，勾选Enable app rollback support

3. 编译Bootloader #

执行idf.py bootloader，编译完成后，定制的bootloader.bin会生成在build/bootloader/目录下

4. 在Arduino中使用定制Bootloader #

• Arduino IDE：上传时选择"Custom Bootloader"，指定编译好的bootloader.bin路径
• PlatformIO：在platformio.ini中添加：

  board_upload.bootloader = path/to/your/custom/bootloader.bin
  

三、调试排查要点 #

• 查看COM端口的启动日志，若出现Failed to init external flash类错误，优先检查外置Flash的SPI引脚连接（CLK、Q、D、CS）是否与原理图一致
• 使用esptool.py读取Flash信息，确认双Flash都能被识别：esptool.py flash_id
• 若启动循环仍存在，可尝试只烧录Bootloader和分区表，不烧录APP，查看Bootloader是否能正常初始化双Flash

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Canik01