STM32N6 MCU Boot ROM 启动机制解析：基于 UM3234 用户手册

UM3234 用户手册是 STM32N6 系列 MCU Boot ROM 启动的核心开发指南，系统定义了从复位检测、启动源选择到安全验证的全流程机制，支持多存储介质、安全启动与生命周期管理，为工业控制、智能终端等低功耗高安全场景提供标准化启动解决方案。

资料获取：【用户手册】UM3234 如何在STM32N6 MCU上启动ROM

1. 核心定位与核心功能

Boot ROM 是 STM32N6 上电或复位后首先执行的固件，存储于片上 ROM 中，承担 “启动引导 + 安全校验” 双重核心职责：

基础功能：系统初始化（时钟、电源、缓存）、复位源检测、启动配置解析、FSBL（第一阶段引导程序）加载与跳转。
关键特性：支持多启动源、USB/USART 串口下载、安全启动验证、生命周期管控、防篡改与错误处理。
适配场景：兼容 CLOSED_UNLOCKED/LOCKED_UNPROVD/LOCKED_PROVD 多生命周期状态，满足开发、量产、运维全阶段需求。

2. 启动流程与支持启动源

2.1 核心启动流程

复位检测：识别 PIN/POR/BOR 等 7 类复位源，读取 RCC_HWRSR 寄存器并清除状态。
生命周期与配置解析：通过 OTP 熔丝确定设备生命周期，解析 BOOTSR 引脚与熔丝配置，选择启动模式。
启动源加载：从选定启动源读取 FSBL 到内部 RAM，执行安全验证。
跳转执行：验证通过后跳转至 FSBL 入口，失败则进入串口下载模式或阻塞流程。

2.2 支持启动源（含存储介质与串口接口）

存储介质启动：支持 sNOR flash、HyperFlash™、SD 卡（V6.0）、eMMC（V5.1），适配 XSPI、SDMMC 接口。
串口下载启动：兼容 USART1/2/UART4（115200 波特率）、USB 2.0 HS（DFU 1.1 协议），支持并行 polling 接口。
开发模式启动：CLOSED_UNLOCKED 生命周期下，通过 Boot1 引脚进入 Dev Boot 模式，开放调试权限。

3. 安全启动机制：信任链根基

Boot ROM 是 STM32N6 安全启动的第一环，构建从硬件到固件的完整信任链：

固件验证：支持 ECDSA 256/384 签名校验，通过公共密钥索引与哈希表验证 FSBL 完整性。
加密解密：可选 AES-128/256 CBC 解密 FSBL，支持 SAES（防 DPA 攻击）与 CRYP 硬件加速。
防回滚保护：通过 OTP 熔丝的单调计数器，限制 FSBL 版本低于当前记录时无法启动。
防篡改：支持 8 路外部篡改、11 路内部篡改检测，确认篡改后自动擦除密钥并进入死循环。

4. 关键接口与硬件配置

4.1 核心硬件接口配置

存储接口：XSPI（支持 sNOR/HyperFlash™）、SDMMC1/2（支持 SD/eMMC），含时钟、引脚复用配置。
串口接口：USART1/2/UART4（推挽高速模式，偶校验）、USB OTG HS（8 端点，480 Mbps）。
电源与时钟：支持 HSI（64 MHz）、PLL（最高 400 MHz），适配 nominal/default 双时钟场景，独立 I/O 电源域（VDDIO3/4/5）。

4.2 关键配置要点

缓存管理：指令缓存默认启用，数据缓存在安全启动时启用，跳转前清理无效数据。
内存布局：AXI SRAM2 划分为下载缓冲区、安全 / 非安全数据区，RISAF2 硬件隔离敏感数据。
定时器配置：TIMER2 用于超时与时间戳，基准频率 1 MHz。

5. 生命周期与 OTP 配置

5.1 三大生命周期状态

CLOSED_UNLOCKED：开发阶段，安全启动非强制，支持 Dev Boot 与串口下载。
CLOSED_LOCKED_UNPROVD：未完成密钥配置，仅支持 ST 官方 FSBL，安全启动强制启用。
CLOSED_LOCKED_PROVD：已完成密钥配置，仅支持 OEM 自定义 FSBL，完全锁定调试。

5.2 OTP 熔丝核心配置

启动配置：通过 OTP_WORD11 指定启动源（如 XSPI NOR、eMMC），禁用特定串口 / USB 启动。
安全配置：OTP_WORD18 控制安全启动开关、加密优先级（速度 / 安全），OTP_WORD17 管理 OEM 密钥索引。
生命周期配置：通过 OTP_WORD124（DFT_disable）、OTP_WORD18（prov_done）切换生命周期状态。

6. 应用场景与开发注意事项

6.1 适配场景

工业控制：依赖多启动源与防篡改，适配 PLC、传感器网关。
智能终端：借助 USB/USART 下载与安全启动，满足消费电子安全需求。
低功耗设备：支持低功耗复位与时钟优化，适配电池供电场景。

6.2 开发关键注意事项

启动源优先级：熔丝配置优先级高于 Boot 引脚，需提前确认 OTP 启动源设置。
安全校验：CLOSED_LOCKED 状态下，FSBL 必须携带 ECDSA 签名与加密头，否则启动失败。
调试限制：CLOSED_LOCKED_PROVD 状态下调试功能锁定，需通过 RMA 密码解锁。

7. STM32N6 Boot ROM 启动配置检查表

本检查表基于 UM3234 用户手册，涵盖启动源选择、OTP 安全配置、安全校验、硬件接口四大核心模块，明确每项配置的要求、参考依据与检查结果栏，助力开发快速完成启动配置验证与故障排查。

检查模块	检查项	配置要求
一、启动源选择	1. 启动模式确认	1. 通过 BOOTSR [1:0] 引脚（Boot0=PA6、Boot1 = 专用引脚）或 OTP_WORD11（BOOTROM_CONFIG_2 [8:5]）确定启动配置 2. 优先级：OTP 配置 > 引脚配置
	2. 存储介质启动配置	（若选择存储启动） 1. sNOR/HyperFlash™：确认 XSPI1/XSPIM_P2 配置（CSHT、ADMODE 等） 2. SD/eMMC：确认 SDMMC1/2 时钟（64 MHz）、引脚（如 SDMMC1_CK=PC12） 3. 存储介质格式：SD 需 512 字节扇区，eMMC 需启用 Boot Partition 1
	3. 串口下载启动配置	（若选择串口启动） 1. USART：波特率 115200、偶校验、9 位数据位，引脚如 USART2_RX=PF6 2. USB：USB 2.0 HS（DFU 1.1），端点 8 个，RxFifo/TxFifo=0x80 3. 确保 OTP 未禁用对应接口（OTP_WORD11 [16:9]）
	4. Dev Boot 模式配置	（开发阶段） 1. 仅 CLOSED_UNLOCKED 生命周期支持 2. 通过 Boo1 引脚触发，启动后开放调试权限
二、OTP 安全配置	1. 生命周期熔丝配置	1. CLOSED_UNLOCKED：OTP_WORD18[3:0]=0（secure_boot=0） 2. CLOSED_LOCKED_UNPROVD：OTP_WORD124.20=1 + OTP_WORD18=0xF 3. CLOSED_LOCKED_PROVD：OTP_WORD124.20=1 + OTP_WORD18=0x1EF
	2. 安全启动开关	1. CLOSED_LOCKED 状态下，OTP_WORD18 [3:0]≥1（强制安全启动） 2. 加密优先级：OTP_WORD18.4=0（速度优先，用 CRYP）/1（安全优先，用 SAES）
	3. 防回滚计数器配置	1. OTP_WORD20/21 存储 FSBL 单调计数器，需≥FSBL 版本号 2. 计数器最大值 63，超限时仅启动 FSBL 不更新计数器
	4. 篡改检测配置	1. OTP_WORD29.1=1（启用启动阶段篡改检测） 2. OTP_WORD56 配置外部 / 内部篡改使能，OTP_WORD57 配置篡改类型（确认 / 潜在）
三、安全校验参数	1. FSBL 签名配置	1. 签名算法：ECDSA 256（NIST/Brain pool）或 ECDSA 384 2. 公共密钥：通过 OTP_WORD17 [7:0] 指定活跃密钥索引，校验密钥哈希表
	2. FSBL 加密配置	（若启用加密） 1. 密钥大小：AES-128/256（OTP_WORD64.8 指定） 2. 派生常量：需与 FSBL 加密扩展头一致（32 字节） 3. 解密后校验：SHA256 的 128 MSB 需匹配头信息
	3. 密钥管理	1. 芯片唯一密钥（CUK）存储于 OTP，禁止直接读取 2. 加密密钥派生：通过 PRF CMAC 从 EDMK（OTP_WORD364~367）与常量生成
四、硬件接口配置	1. 存储接口配置	1. XSPI：Prescaler=0x1（fclock = 内核时钟 / 2）、CSHT=0x0（sNOR）/0x7（HyperFlash™） 2. SDMMC：CLKCR.CLKDIV=0x84（识别模式）/0x2（传输模式），PWRCTRL=0x3（上电）
	2. 串口 / USB 接口配置	1. USART：GPIO 模式 = 推挽高速 + 上拉，AF 复用（如 USART2=AF7） 2. USB：PHY = 嵌入式，VBUS 检测禁用，SOF 禁用
	3. 时钟与电源配置	1. 时钟场景：nominal（CPU=400 MHz、AHB=150 MHz）/default（CPU=64 MHz） 2. 电源域：VDDIO3（XSPI）、VDDIO4（eMMC）、VDDIO5（SD）独立供电
	4. 缓存与内存配置	1. 缓存：指令缓存启用，数据缓存安全启动时启用 2. 内存：下载缓冲区基地址 = 0xX4108000（X=2 非安全 / X=3 安全），RISAF2 隔离敏感区
五、启动故障排查	1. 启动失败原因确认	1. 查看 PG10 引脚（BootFailed）状态，UART5_TX（9600 波特率）输出错误日志 2. 常见故障：签名失败（0x44）、版本回滚（0x45）、篡改触发（0x26）
五、启动故障排查	2. 串口下载失败排查	1. 确认 USB/USART 未被 OTP 禁用 2. USART 需断开 USB，USB 需完成枚举（设备 ID=0x0483:0xDF11）

使用说明

检查结果填写：完成配置后在 “检查结果” 栏标注√（符合要求）、×（不符合）、待确认（需进一步验证）。
故障定位：若启动失败，优先检查 “启动故障排查” 项，结合 UART 日志与 OTP 配置反查问题。
版本适配：确保 FSBL 版本、Boot ROM 版本（0x00000501，DV5.1）与手册（Rev 1）版本匹配。

UM3234 手册为 STM32N6 Boot ROM 提供了从启动流程、安全机制到硬件配置的完整指南，其多启动源适配、强安全校验与生命周期管控特性，是高安全、高可靠场景启动开发的核心参考。