基于 STM32N6 从 eMMC 启动的 Load & Run 实现

STM32N6 没有内置主 Flash，依靠片上 BootROM 支持 SDCard、eMMC、XSPI‑NOR Flash 等多种外部存储启动。部分产品硬件只外接一片 eMMC 芯片，eMMC 同时存放 FSBL 一级引导程序、用户 APPLI 应用固件以及文件系统，需要采用Load & Run启动模式：FSBL 运行阶段将存放在 eMMC 里的 APPLI 拷贝到 MCU 高速内部 SRAM 中执行。

开发者使用 STM32CubeMX 开启EXTMEM_MANAGER外部存储器中间件生成 Load&Run 工程时会遇到障碍：官方中间件原生只提供 SDCard 驱动，没有现成 eMMC 驱动，直接选用 SDCard 驱动编译工程会报错。 LAT1706 给出一套复用 SDMMC 底层逻辑，基于现有 SDCard 驱动快速移植实现 eMMC 驱动的落地方案。本文完整还原问题背景、驱动实现步骤、关键代码修改点、硬件验证环节以及高频踩坑点。

资料获取：实战经验 | LAT1706 基于STM32N6从EMMC启动的Load & Run实现

1. 方案背景与问题说明

1.1 Load & Run 工作模式简述

Load&Run 是 STM32N6 重要启动模式：

1. 上电，BootROM 从 eMMC 的 BOOT 分区加载签名合法的 FSBL 镜像拷贝进内部 SRAM，跳转执行 FSBL；
2. FSBL 初始化 SDMMC 外设访问 eMMC 存储介质；
3. FSBL 把存放在 eMMC 用户分区的 APPLI 应用固件搬运拷贝到 STM32N6 内部 SRAM；
4. FSBL 完成跳转，应用在高速片上 SRAM 运行。

优势：应用代码在内部 SRAM 执行，访问延迟低，无需 XIP 外部映射；硬件设计仅用一颗 eMMC，兼顾固件存储与文件系统。

1.2 原生工程的报错根源

EXTMEM_MANAGER中间件用于统一管理外部存储器，支持 Load&Run 启动代码自动生成。该中间件内置驱动包含：XSPI、SDCard，官方没有直接提供 eMMC 驱动文件。 虽然 eMMC 与 SDCard 均由 SDMMC 硬件外设驱动，但二者协议、初始化流程存在差异，不能直接复用 SDCard 驱动实例；如果直接在 CubeMX 中选择 SDCard 驱动用于 eMMC 场景，编译直接报错，无法完成 FSBL 工程构建。

2. eMMC 驱动完整实现步骤

eMMC 与 SDCard 共用 STM32N6 的 SDMMC 硬件外设，因此可以参照 SDCard 的 sal 驱动架构，新增一套 MMC 驱动适配层。整套修改包含新增驱动源文件、修改 sdcard_driver 调度代码、工程实例句柄替换、增加 eMMC 上电复位四部分。

2.1 新增 stm32_sal_mmc 驱动文件

参考已有stm32_sal_sd.c / .h整套文件，新建 eMMC 对应的 3 个驱动文件：

1. stm32_sal_mmc.c：eMMC SAL 层驱动实现
2. stm32_sal_mmc_api.h：对外 API 头文件
3. stm32_sal_mmc_type.h：数据类型定义头文件

文件结构和 sdcard 的 sal 驱动一一对应，宏定义EXTMEM_SAL_MMC用于条件编译控制该套驱动是否参与编译。

2.2 修改 stm32_sdcard_driver.c 调度入口

stm32_sdcard_driver.c是 EXTMEM_MANAGER 的统一调度层，内部使用Link链路类型区分接入的介质，新增EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMC分支，对应 eMMC 设备。 以初始化函数EXTMEM_DRIVER_SDCARD_Init()为示例核心代码片段：

EXTMEM_DRIVER_SDCARD_StatusTypeDef EXTMEM_DRIVER_SDCARD_Init(void *Peripheral, EXTMEM_DRIVER_SDCARD_ObjectTypeDef *SDCARDObject)
{
  EXTMEM_DRIVER_SDCARD_StatusTypeDef retr = EXTMEM_DRIVER_SDCARD_OK;
  SDCARD_DEBUG_STR("initialize the instance");
  switch (SDCARDObject->sdcard_public.Link)
  {
#if EXTMEM_SAL_SD
    case EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKSD :
      if (HAL_OK != SAL_SD_Init(&SDCARDObject->sdcard_private.SALObject.SDObject, Peripheral, &SDCARDObject->sdcard_private.Info))
        retr = EXTMEM_DRIVER_SDCARD_ERROR;
    break;
#endif

#if EXTMEM_SAL_MMC == 1
    case EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMC:
      if( HAL_OK != SAL_MMC_Init(&SDCARDObject->sdcard_private.SALObject.MMCObject, Peripheral, &SDCARDObject->sdcard_private.Info))
        retr = EXTMEM_DRIVER_SDCARD_ERROR;
    break;
#endif

    default :
      retr = EXTMEM_DRIVER_SDCARD_ERROR_LINKTYPE;
      break;
  }
  return retr;
}

关键点：通过宏EXTMEM_SAL_MMC ==1做条件编译；Link类型设置为EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMC代表当前接入设备是 eMMC。除 Init 初始化函数外，读、写等其余接口同样需要补充对应 case 分支。

2.3 工程实例句柄与链路类型修改

在 FSBL 工程中：

1. 将 SD 卡实例句柄hsd1替换为 eMMC 句柄hmmc1；
2. 在调用EXTMEM_MANAGER初始化时，链路参数配置为EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMC，通知中间件当前访问介质为 eMMC。

完成以上修改后，编译报错问题消除。

2.4 必须增加 SDMMC 外设硬件复位（实测关键修复点）

BootROM 已经操作过 SDMMC 外设加载 FSBL，外设寄存器处于非复位状态，直接初始化 eMMC 会失败。 因此 FSBL 执行 eMMC 初始化代码之前，必须对 SDMMC 模块执行软件复位：

__HAL_RCC_SDMMC1_FORCE_RESET();
__HAL_RCC_SDMMC1_RELEASE_RESET();

这是调试中非常容易漏掉的一步，不加复位，FSBL 无法正常读取 eMMC，Load&Run 流程完全失败。增加复位之后，FSBL 才可以正常从 eMMC 读取 APPLI 固件拷贝到内部 SRAM 跳转运行。

3. 硬件验证环境

• 硬件平台：STM32N6 Nucleo 开发板外接 eMMC 芯片；
• 方案链路：BootROM 从 eMMC BOOT 分区加载 FSBL → FSBL 复位 SDMMC 外设 → 初始化 eMMC 驱动 → Load&Run 拷贝 APPLI 至内部 SRAM，跳转运行应用；
• 参考附件：官方提供测试工程压缩包test_stm32n6_emmc_lrun.7z，可以作为移植参考。

4 工程落地排查清单（高频踩坑）

1. 编译报错，找不到 SAL_MMC 相关符号
   • 核查EXTMEM_SAL_MMC宏是否置 1；确认stm32_sal_mmc.c文件已经添加进工程编译列表。
2. 编译通过，FSBL 启动后 eMMC 初始化失败
   • 优先检查是否增加 SDMMC 外设 FORCE‑RESET/RELEASE‑RESET 复位代码；BootROM 已经操作 SDMMC，FSBL 必须先复位外设模块。
   • 核对实例句柄是否由hsd1修改为hmmc1；Link参数是否配置EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMC。
3. 可以初始化 eMMC，但是 Load&Run 读取 APP 数据失败
   • 确认 FSBL 镜像烧录到 eMMC BOOT 分区，用户 APPLI 固件烧录到 eMMC 普通用户分区；分区访问寄存器配置正确。
4. 混淆 SDCard 与 eMMC 链路类型
   • 不要继续使用EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKSD链路类型访问 eMMC，会出现协议层异常。

5. 小结

1. STM32N6 EXTMEM_MANAGER中间件原生不支持 eMMC 驱动，但是 eMMC 和 SDCard 共用 SDMMC 硬件外设，可以复用 SDCard 的 SAL 驱动架构快速实现 eMMC 适配层。
2. 实现要点：新增stm32_sal_mmc全套驱动文件，修改stm32_sdcard_driver.c增加EXTMEM_DRIVER_SDCARD_LINKMMCcase 分支；工程切换句柄与链路类型。
3. 关键实操坑点：BootROM 已经操作 SDMMC 外设，FSBL 在初始化 eMMC 之前，必须执行 SDMMC 模块软件复位，否则 eMMC 初始化失败。
4. 整套方案实现仅使用一颗 eMMC 芯片，既存放 FSBL、用户应用，又提供文件系统存储，适合成本敏感、硬件资源受限的 STM32N6 产品，完成完整 Load&Run 启动流程。

6. FAQ

Q：为什么不能直接使用 SDCard 驱动访问 eMMC？硬件是同一个 SDMMC 外设。 A：SD 卡与 eMMC 上电初始化协议流程、命令序列存在差异，直接复用 SDCard SAL 驱动会执行 SD 卡初始化序列，无法正确识别 eMMC 器件，因此需要独立 MMC‑SAL 适配层。

Q：SDMMC 复位这一步，CubeMX 生成代码为什么没有自动加上？ A：CubeMX 生成的 HAL 初始化代码，是芯片冷复位条件下的初始化逻辑。STM32N6 场景，上电之后 BootROM 已经运行并操作过 SDMMC 外设，不是冷复位状态，因此需要用户在 FSBL 中手动增加模块复位。

Q：本方案是否可以直接用于 XIP（原地执行）模式？ A：本文档方案针对 Load&Run（拷贝到 SRAM 运行）；eMMC 本身不支持 XIP 原地执行，eMMC 只适合 Load&Run，XIP 需要 XSPI NOR‑Flash。

免责声明：本文全部内容基于 ST 官方 LAT1706 文档，实际项目移植以 ST 官方参考手册、附件样例工程为准。