2. AURIX TC3xx存储与启动架构

在AURIX TC3xx上开发Bootloader，第一件必须搞清楚的事不是通信协议，而是“代码到底放在哪里、上电后CPU从哪里取第一条指令”。TC3xx的存储体系不是一块连续Flash，而是由PFlash、DFlash、UCB、BMHD、HSM等多个物理与逻辑区域共同构成，启动入口又受BMHD和启动模式引脚共同约束。如果这些区域的位置和职责没有理清，后续刷写地址、擦除扇区、跳转入口都会出错。

一、PFlash与DFlash：程序与数据的物理分区

TC3xx的片上非易失存储主要分为两类：Program Flash（PFlash）和Data Flash（DFlash）。PFlash用于存放启动代码、应用程序、中断向量表以及Bootloader本体，按Bank和Sector组织，典型扇区大小为16 KB或更小，擦除以扇区为单位，写入以Page为单位。DFlash则用于存放标定数据、EEPROM仿真数据、配置参数等，擦写粒度更细，适合频繁更新的小数据块。

以TC375为例，PFlash通常包含多个Bank，例如PF0、PF1、PF2等，每个Bank又划分为若干Logical Sector。Bootloader一般驻留在PFlash的起始区域，例如0xA0000000开始的PF0 Sector 0～Sector 2，而应用程序放在其后的Sector中。这样做的原因是：TC3xx复位后，CPU从固定的Boot ROM入口开始执行，Boot ROM会根据BMHD和启动模式决定是否跳转到用户代码。Bootloader放在最前面，可以保证在任何应用被擦除或损坏的情况下，系统仍能进入刷写模式。

DFlash在Bootloader场景中通常承担“刷写标志位、版本号、刷写计数、校验和”等小数据的存储。例如可以把“是否请求进入Bootloader”的标志放在DFlash的某个Page中，应用程序在跳转前写入该标志，复位后Bootloader读取该标志决定是否停留在刷写模式。DFlash的擦写次数远高于PFlash，适合这种频繁修改的场景。

二、UCB与BMHD：启动配置的源头

UCB（User Configuration Block）是TC3xx中一组特殊的配置块，位于DFlash区域，每个UCB包含多个Page，用于存放启动模式、时钟、调试接口、Flash保护等配置。UCB不是普通数据，它带有冗余和校验机制，写入后需要正确计算校验和，否则会被Boot ROM判为无效。

BMHD（Boot Mode Header）是UCB中最重要的结构之一。它定义了复位后的启动行为，关键字段包括：

• STAD：用户代码起始地址，即Bootloader或应用程序的入口地址。
• BMI：Boot Mode Index，决定启动模式，例如内部启动、外部启动、Alternate Boot Mode等。
• BMHDID：标识该BMHD是否有效。
• CRC：整个BMHD的校验和，Boot ROM会验证。

TC3xx通常有多个BMHD副本（例如BMHD0～BMHD3），Boot ROM会按顺序检查，选择第一个有效的BMHD。如果所有BMHD都无效，芯片会进入Boot ROM的应急模式。因此，在量产刷写系统中，Bootloader必须保证至少一个BMHD始终有效，且其STAD指向Bootloader入口，而不是应用程序入口。应用程序的跳转由Bootloader自己完成，而不是依赖BMHD直接指向应用。

三、HSM与启动模式选择

HSM（Hardware Security Module）是TC3xx中独立的安全核，拥有自己的存储和启动流程。HSM的启动与主核启动并行但相互约束：主核Boot ROM会检查HSM是否使能，如果HSM使能且配置了安全启动，主核会等待HSM完成校验后才继续。对于Bootloader而言，如果量产系统启用了HSM，刷写流程必须考虑HSM固件是否也需要更新，以及HSM对PFlash区域的访问权限是否会影响Bootloader的擦写操作。

启动模式选择由BMI字段和外部引脚共同决定。常见模式包括：

• Internal Start：从内部PFlash启动，最常用。
• Alternate Boot Mode：从备用区域启动，常用于Bootloader与应用程序互为备份。
• External Start：从外部总线启动，量产中较少使用。
• Boot ROM Mode：进入Boot ROM的串行刷写模式，通常用于工厂首次刷写。

实际项目中，Bootloader通常利用“Internal Start + BMHD指向Bootloader”的组合。上电后，Boot ROM读取BMHD，跳转到Bootloader入口；Bootloader初始化时钟、CAN或以太网，检查DFlash中的刷写标志。如果标志有效，则停留在刷写模式等待上位机命令；如果标志无效，则校验应用程序的CRC，通过后跳转到应用程序入口。

四、Bootloader在存储映射中的驻留位置与启动入口

综合以上结构，Bootloader在TC3xx中的典型驻留策略是：

• 物理位置：PFlash Bank 0 的起始Sector，例如0xA0000000～0xA0007FFF，占用3个16 KB Sector。
• BMHD配置：至少一个有效BMHD的STAD指向0xA0000000，BMI设置为Internal Start。
• DFlash标志：在DFlash中分配一个Page，例如0xAF000000，存放“进入Bootloader请求”标志和应用程序CRC。
• 应用程序入口：由Bootloader在运行时读取应用程序向量表的复位向量，通过函数指针跳转，而不是由BMHD直接指向。

这种布局的好处是：应用程序可以被完整擦除和重写，而Bootloader始终位于BMHD指向的固定入口，不会因为应用更新失败而变砖。量产刷写系统在上位机侧只需要知道Bootloader的通信接口和刷写协议，不需要关心应用程序的具体地址，因为地址映射由Bootloader内部的Flash驱动管理。

理解这些存储区域和启动路径之后，后续的Flash驱动、擦写地址计算、跳转逻辑才有明确的依据。Bootloader的入口不是“随便放一个地址”，而是由BMHD、PFlash物理布局和启动模式共同决定的固定锚点。