RT-Thread STM32N657-ST-NUCLEO BSP 实战指南：FSBL 启动流程、固件签名烧录与 ENV 外设配置

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本指南以 RT-Thread 仓库中 STM32N657-ST-NUCLEO BSP 为对象，系统讲解 STM32N657 这颗带 NPU 的 Cortex-M55 芯片特有的多级启动机制（FSBL / FSBL+Load&Run / FSBL+XiP）、签名与烧录工具链的环境配置，以及如何把 RT-Thread 5.3.1 在开发板上跑起来并借助 ENV 工具扩展 GPIO、UART、SPI、PWM、TIM 等外设驱动。读完本文，你将能独立完成从拉取 HAL 依赖包、编译 FSBL 与 APP 双工程、签名烧录到进阶外设裁剪的完整闭环。

开发板资源与 BSP 外设支持概览

STM32N657 是 ST 推出的基于 ARM Cortex-M55 内核的评估芯片，最高主频 800 MHz，配合丰富的板载资源可以充分发挥芯片性能。该 BSP 由社区开发者 tyustli 提供，位于仓库 bsp/stm32/stm32n657-st-nucleo，主要板载资源如下：

当前 BSP 对外设的支持情况如下表：

从 board/Kconfig 的默认配置可以看到，BSP 默认只开启 ICACHE/DCACHE、GPIO 与 UART1，SPI、PWM、TIM 均为可选外设，这正是本文“进阶使用”章节要解决的问题。

STM32N657 三级启动流程详解

STM32N6 是 ST 第一颗带 NPU 的 MCU 芯片，片内只有一小块 ROM 用于第一阶段的 Boot，用户代码必须存放在外部 Flash，或者通过 USB/U(S)ART 串口启动。因此其启动过程比传统 Cortex-M 芯片多出一个"引导加载"环节，共存在三种启动方式（本 BSP 采用第三种 FSBL+XiP）：

FSBL（First Stage Boot Loader）

FSBL 全称为 First Stage Boot Loader。上电后先执行片内 ROM 区域的 BootROM，再根据 Boot 选项和地址，执行相应地址的 FSBL。以外部 Flash 启动为例，流程如下图所示：

具体步骤：

1. BootROM 启动后，先验证 FSBL 的头（上图中深黄色部分，即 1024 Bytes 的 Header 信息）。FSBL 程序必须使用 ST 提供的脚本完成签名，否则无法正常启动。验证成功后，BootROM 将 FSBL 程序搬运至内部 SRAM2 的0x34180000位置，然后 PC 指针跳转过去开始执行 FSBL。
2. FSBL 开始执行。

FSBL + Load&Run

APP 的开发可以在内部 SRAM 中调试完成，开发完成后通过 External Loader 下载到外部 Flash。流程如下：

1. 与 FSBL 的执行一样：BootROM 先启动，然后校验、搬运 FSBL，并跳转到 FSBL。
2. FSBL 开始执行，将 Appli 的完整内容（data 和 code）拷贝到内部 SRAM，然后跳转到 APP 代码执行。
3. APP 代码开始执行。

该模式下 APP 整体从 SRAM 运行，适合调试阶段使用，setup_app.ini 中LOAD .\fsbl\stm32n657xx_fsbl.axf INCREMENTAL、LOAD .\Objects\rtthread.axf CLEAR INCREMENTAL NOCODE的加载脚本即体现了 FSBL 与 APP 分阶段加载调试的思路。

FSBL + XiP（Execute in Place，本 BSP 使用）

流程如下：

1. BootROM 开始执行，与第一种方式一样，校验完 FSBL 后将其搬运到 SRAM 中。
2. FSBL 开始执行，将外部 Flash 配置为 XiP 模式；FSBL 完成后，将 PC 跳转至外部 Flash 中 APP 的第一条指令。
3. APP 开始执行。

从源码看这套布局的落地细节：FSBL 与 APP 分别使用独立的链接脚本 link_fsbl.ld 和 link_app.ld。FSBL 的 ROM 起点为0x34180400（即 SRAM2 基址0x34180000加上 1024 字节 Header 偏移），长度 255 K；而 APP 的 ROM 起点为0x70100400（外部 Flash 地址0x70100000同样预留 1024 字节 Header），长度 511 K，运行 RAM 则位于0x34000000（2 MB SRAM）。这正对应 board.h 中STM32_SRAM_SIZE (2048)、STM32_SRAM_END (0x34000000 + ...)的定义，也解释了为什么两个工程必须分开编译、分开签名、分开烧录。

配置签名 / 烧录工具的环境变量

由于 STM32N6 的启动强制要求固件签名，烧录也必须借助外部 Flash 的 External Loader，因此正式下载前需要先准备好三类工具。以下以 Windows 为例，需要配置的环境变量有三点：

1. 签名工具（STM32_SigningTool_CLI.exe）
2. 烧录工具（STM32_Programmer_CLI）
3. 烧录算法（External Loader）

上述三个工具均可从 STM32CubeIDE 2.1.1 安装目录获取：签名与烧录工具位于其工具目录下（对应原文档示意图中的 2、3 号工具），将签名与烧录工具所在路径加入系统 PATH；烧录算法则位于 External Loader 目录，需要以环境变量形式配置。

从仓库脚本可以确认真实的依赖项：本 BSP 提供的两个烧录脚本 Signing_Programmer.bat（APP 用）与 fsbl/Signing_Programmer.bat（FSBL 用）在执行时都会做三项硬性检查：

• where STM32_SigningTool_CLI.exe：签名工具必须位于 PATH；
• where STM32_Programmer_CLI：烧录工具必须位于 PATH；
• if not defined N6570_ExternalLoader：环境变量N6570_ExternalLoader必须指向外部加载器路径。

任一缺失脚本都会立即报错退出。建议在 Windows 系统属性中新建用户环境变量N6570_ExternalLoader，值为 STM32CubeIDE 安装目录下 ExternalLoader 文件夹的完整路径，并将包含STM32_SigningTool_CLI.exe与STM32_Programmer_CLI的工具目录加入Path。

快速上手：把 RT-Thread 跑起来

本 BSP 同时提供 MDK5、IAR 工程并支持 GCC 开发环境。开始编译前有一个必须执行的步骤：先在 ENV 工具中执行以下两条命令，用于拉取必要的 HAL 库、CMSIS 库及 FSBL 源码包，否则无法通过编译：

pkgs --upgrade pkgs --update

这一要求与 SConstruct 中内置的bsp_pkg_check()钩子对应：构建前会检查packages/CMSIS-Core-latest、packages/stm32n6_cmsis_driver-latest、packages/stm32n6_hal_driver-latest、packages/stm32n657xx_fsbl-latest四个目录是否存在，缺失即提示先执行pkgs --update（未拉取到任何包时先pkgs --upgrade），否则编译直接退出。

硬件连接

使用 C to C 数据线连接开发板到 PC，确保设备管理器中能识别到板载 ST-Link。

编译下载：MDK 环境

1. 使用如下命令生成 MDK 工程：

scons --target-mdk5

2. 双击Project.uvmpw文件，打开包含两个 MDK5 工程（FSBL 和 APP）的工作空间。
3. 切换活动工程：在工作空间名称上右键 → 点击Manage Multi-Project Workspace...→ 选择要切换的工程 → 点击Set as Active Project→ 点击OK完成切换。此时应切换到stm32n657xx_fsbl工程。
4. 分别编译并烧录 FSBL 与 APP 两个工程。

工程默认配置使用 ST-LINK 仿真器下载程序，在通过 ST-LINK 连接开发板的基础上，点击下载按钮即可下载程序到开发板。

编译下载：Scons 环境

依次编译两个固件：

scons fsbl -j16 scons -j16

下载程序可以使用本 BSP 自带的图形化烧录工具tools/STM32N6固件烧录工具.exe。打开烧录工具后：

• FSBL 烧录脚本选择fsbl\Signing_Programmer.bat；
• APP 烧录脚本选择.\Signing_Programmer.bat；

点击“一键烧录完整固件”按钮即可完成下载。

从脚本看一键烧录做了什么：两个批处理脚本都会经历“清理旧签名文件 → 签名 → 烧录”三步。签名命令形如：

STM32_SigningTool_CLI.exe -bin <固件.bin> -nk -of 0x80000000 -t fsbl -o <固件-trusted.bin> -hv 2.3 -dump <固件-trusted.bin> --align

其中-of 0x80000000指定固件的加载基址，-t fsbl指明镜像类型，-hv 2.3指定 Header 版本；烧录命令形如：

STM32_Programmer_CLI -c port=SWD mode=HOTPLUG ap=1 -el "%N6570_ExternalLoader%" -hardRst -w <签名固件> <Flash 地址>

FSBL 脚本的烧录地址为0x70000000，APP 脚本的烧录地址为0x70100000（与 APP 链接脚本0x70100400的 0x400 Header 偏移对应）。烧录前脚本还会提示确认Boot0 = 0，Boot1 = 1，设备处于 Develop 模式；烧录成功后提示切换到Boot0 = 0，Boot1 = 0（Flash 启动）。

运行结果

下载程序成功之后系统会自动运行，板载 LED 闪烁（LED3 对应引脚 PG0，见 main.c 中rt_pin_write500 ms 间隔翻转的实现）。连接开发板对应串口到 PC，在终端工具中打开该串口（115200-8-1-N），复位设备后可以看到 RT-Thread 的输出信息：

\ | / - RT - Thread Operating System / | \ 5.3.1 build Sep 11 2026 09:31:55 2006 - 2026 Copyright by RT-Thread team msh >

出现msh >命令行提示符即表示系统运行正常。

进阶使用：用 ENV 开启更多外设

此 BSP 默认只开启 GPIO 和串口 1，如需使用更多高级功能，需要利用 ENV 工具对 BSP 进行配置，步骤如下：

1. 在 bsp 目录下打开 ENV 工具。
2. 输入menuconfig命令配置工程，配置好之后保存退出。
3. 输入pkgs --update命令更新软件包。
4. 输入scons --target=mdk4/mdk5/iar命令重新生成工程。

从 board/Kconfig 看可配置项，片上外设菜单中主要包含：

开启对应选项后重新生成工程并编译烧录，即可在 RT-Thread 中通过标准设备接口（如rt_pin_*、rt_device_*、rt_pwm_*）使用这些外设。更详细的驱动使用方法请参考 STM32 系列 BSP 外设驱动使用教程：STM32系列BSP外设驱动使用教程.md。

注意事项

• 调试串口为串口 1，引脚映射如下：
  • PE5 ------> VCP_TX
  • PE6 ------> VCP_RX
• 编译时如果找不到 FSBL 工程，请检查packages目录下是否存在stm32n657xx_fsbl-latest软件包（可通过pkgs --update拉取）。
• 首次构建务必先执行pkgs --upgrade与pkgs --update，否则 SConstruct 的依赖检查会中断构建。
• 固件必须签名后才能启动，烧录时注意区分 FSBL（0x70000000）与 APP（0x70100000）的烧录地址，并在烧录前将芯片置于 Develop 模式（Boot0=0，Boot1=1）、烧录后切换回 Flash 启动（Boot0=0，Boot1=0）。

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