无需OpenOCD通过SWD接口烧写Raspberry Pi Pico外部Flash方法咨询

RP2040本身无内置Flash，固件存储在外接QSPI Flash中，SWD无法直接操作Flash外设，因此需要先将轻量Flash操作小程序（stub）加载到片上RAM运行，通过stub完成固件擦写。你已经实现SWD读写RAM、寄存器、halt内核的基础功能，可按以下序列操作：

前置准备 #

• 提前编译适配RP2040的Flash操作stub程序，体积控制在4KB以内即可，核心实现QSPI Flash的擦除、页写入、读取功能，stub的参数交互固定使用指定RAM地址，比如用0x20000000存操作命令、0x20000004存Flash目标地址、0x20000008存数据缓冲区指针、0x2000000C存操作长度、0x20000010存操作状态
• 提取待烧写固件的纯二进制内容，若为UF2格式需跳过UF2头结构，仅保留有效Flash数据段，长度按4KB扇区对齐

完整操作序列 #

1. 确认内核处于Halt状态 #

• 读取Cortex-M0+的DHCSR寄存器（地址0xE000EDF0），确认S_HALT位（位17）为1，若未halt则发送halt命令，同时禁用所有内核中断，避免意外唤醒

2. 加载stub到片上RAM #

• 选择未被使用的RAM区域，比如RP2040 SRAM基地址0x20000000起始的空间，通过SWD写RAM操作将编译好的stub二进制代码完整写入该区域
• 写入完成后读回前16字节校验，确认写入数据正确

3. 配置Flash擦除参数 #

• 往约定的参数地址写入擦除操作参数：
  • 操作命令字段写0x01（代表按扇区擦除，可根据你的stub实现调整定义）
  • Flash起始地址写0x10000000（RP2040 Flash映射的基地址）
  • 操作长度写待烧写固件的总长度

4. 启动stub运行 #

• 通过SWD写入内核寄存器：
  • PC寄存器设置为stub入口地址，注意Cortex-M0+仅支持Thumb模式，入口地址需要最低位设为1，即实际地址 | 0x1
  • SP寄存器设置为合法的栈地址，比如0x20001000，避免栈溢出
  • 写入DHCSR寄存器清除Halt位，让内核开始运行stub

5. 等待擦除完成 #

• 循环读取约定的状态RAM地址，当状态值变为0xAA时代表操作完成，若超时或返回0xFF代表擦除失败
• 操作完成后重新发送halt命令，将内核拉回Halt状态

6. 分块写入固件 #

• 按Flash页大小（通常256字节）拆分固件，逐块执行以下操作：
  1. 将当前256字节固件数据通过SWD写入约定的数据缓冲区RAM地址
  2. 配置参数：操作命令写0x02（代表页写入）、Flash地址写当前目标偏移 + 0x10000000、长度写256
  3. 重复上述启动stub、等待完成、拉回Halt的操作
• 所有固件块烧写完成后，发送读取命令让stub回读Flash内容，和原固件做校验，确认烧写正确性

7. 复位启动新固件 #

• 校验通过后，通过SWD写AIRCR寄存器（地址0xE000ED0C），写入值0x05FA0004触发系统复位，新固件即可正常启动

注意事项 #

• 操作前需确保RP2040的QSPI引脚处于默认功能，未被复用为其他外设
• Stub编译时需添加-mcpu=cortex-m0plus -mthumb编译参数，不要使用浮点指令，避免运行异常
• 擦除操作可根据实际需求调整地址和长度，避免擦除固件以外的用户存储数据

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Luca