ESP32 分开烧录和合并烧录地址简要说明

ESP32 分开烧录和合并烧录地址简要说明

• 📍ESP32 引导加载程序 (Bootloader)介绍：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-guides/bootloader.html

ESP32 工程项目编译成功后，默认会生成最终的三个烧录文件：bootloader.bin、partition-table.bin、APP.bin,前2个二进制bin文件，会在项目编译开始时，最先生成，后者则是在编译完成100%，成功后生成最终的二进制文件。

• ESP32的二级引导加载程序位于 flash 的 0x1000 偏移地址处。

• 基于使用espidf默认bootloader和的自带分区表：esp-idf-v5.4\components\partition_table，如果使用自定义的bootloader程序，比自带的容量大，那分区表的偏移地址可能就不一样了。

📑分开烧录和合并烧录的地址逻辑

1. 分开烧录时的地址逻辑

当分开烧录（逐个烧录bootloader.bin、partition_table.bin、app.bin）时：

• 每个文件独立烧录到指定地址：

• bootloader.bin → 0x1000
• partition_table.bin → 0x8000
• app.bin → 0x10000

• 工具行为：
  esptool.py会直接将每个文件的内容写入Flash的物理偏移地址，无需关心文件内部是否包含地址信息。

d:\ESP32\tools\python_env\idf5.4_py3.11_env\Scripts\python.exe d:\ESP32\ESPidf\v5.4\esp-idf\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p COM30 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32 write_flash --flash_mode dio --flash_freq 80m --flash_size 16MB 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x10000 hello_world.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin

2. 合并后的bin文件烧录逻辑

当将多个文件合并为单个merged.bin时：

• 文件内部隐含地址信息：
  合并后的文件是一个连续的二进制流，但每个组件的原始偏移量（如bootloader在0x1000）会被记录在文件内部（通过填充空白数据实现对齐）。

• 例如：merged.bin的结构如下：

0x0000 ~ 0x0FFF: 空白（全0xFF或填充数据）  
0x1000 ~ 0x7FFF: bootloader.bin  
0x8000 ~ 0xFFFF: partition_table.bin  
0x10000 ~ ... : app.bin  

• 烧录地址从0x0开始的原因：

• • esptool.py在烧录合并文件时，会解析文件内部的偏移量，自动将内容写入对应的Flash地址。
• • 如果从0x1000开始烧录合并文件，会导致bootloader被错误地写入0x2000（0x1000 + 0x1000），破坏地址对齐。

• 合并时在0x0~0x1000之间填充空白（或未使用数据），确保bootloader.bin在文件内的偏移量为0x1000，从而烧录后能对齐到Flash的0x1000地址。

• 分开烧录命令：

d:\ESP32\tools\python_env\idf5.4_py3.11_env\Scripts\python.exe d:\ESP32\ESPidf\v5.4\esp-idf\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p COM30 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32 write_flash --flash_mode dio --flash_freq 80m --flash_size 16MB 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x10000 hello_world.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin

• bootloader.bin：0x1000
• partition-table.bin:0x8000
• hello_world.bin:0x10000

• 通过 flash_download_tool，分开烧录，地址分配界面：
  
• 合并烧录

合并烧录是指，将项目工程编译生成的最终的三个烧录文件：bootloader.bin、partition-table.bin、APP.bin，通过esptool打包生成为一个bin文件。

# 合并烧录示例
esptool.py write_flash 0x0 merged.bin

• 通过 flash_download_tool，合并bin文件烧录，地址0x0000界面：
  

验证合并后bin文件数据

验证bootloader.bin合并后的文件数据，是在合并文件merged.bin地址的0x1000位置，使用 hexdump命令查看两者二进制文件：

C:\Users\Administrator\Desktop\flash_download_tool_3.9.5>hexdump -C -n 32 bootloader.bin
00000000  e9 04 02 4f 58 06 08 40  ee 00 00 00 00 00 00 00  |...OX..@........|
00000010  00 8f 01 00 00 00 00 01  30 00 ff 3f c0 19 00 00  |........0..?....|
00000020

C:\Users\Administrator\Desktop\flash_download_tool_3.9.5>hexdump -C -s 0x1000 -n 32 target.bin
00001000  e9 04 02 4f 58 06 08 40  ee 00 00 00 00 00 00 00  |...OX..@........|
00001010  00 8f 01 00 00 00 00 01  30 00 ff 3f c0 19 00 00  |........0..?....|
00001020

📄默认烧录地址（基于ESP-IDF标准分区表）

分区表（如partitions.csv）定义了外部Flash的逻辑划分，每个分区的偏移量和大小决定了其在Flash中的物理地址。

📗合并文件方法

• 🛠通过 flash_download_tool，合并bin文件：（输出的合并文件在flash_download_tool_3.9.5\combine文件夹内）
  

• CombineBin 按钮：可将 Download Path Config 中选中的多个固件打包成一
  个固件。若使能 DoNotChgBin，则按原始固件打包。若不使能DoNotChgBin，则按界面 SPI SPEED、SPI MODE 配置打包固件。固件之间非数据区，会以 0xff 进行填充。打包的固件将保存为 ./combine/target.bin，
  每次点击覆盖前次。

• 🔧🔨使用 esptool.py 工具的 merge_bin 功能进行手动合并。
• 📍esptool.cmds.merge_bin介绍： https://docs.espressif.com/projects/esptool/en/latest/esp32/esptool/scripting.html?highlight=merge_bin#esptool.cmds.merge_bin

merge_bin 命令将会合并多个bin文件为一个bin文件，多个bin文件中间间隔的部分将会使用0xFF进行填充。命令如下：

esptool.py --chip ESP32 merge_bin -o merged.bin --flash_mode dio --flash_size 16MB 0x1000 bootloader.bin 0x8000 partition-table.bin 0x10000 app.bin

• 🔧手动使用esptool命令合并bin文件操作：

C:\Users\Administrator\Desktop\flash_download_tool_3.9.5>esptool --chip ESP32 merge_bin -o merged.bin --flash_mode dio --flash_size 16MB 0x1000 bootloader.bin 0x8000 partition-table.bin 0x10000 hello_world.bin
esptool.py v4.8.1
SHA digest in image updated
Wrote 0x3c380 bytes to file merged.bin, ready to flash to offset 0x0

所生成的合并文件merged.bin在当前命令提示符窗口定位文件夹位置C:\Users\Administrator\Desktop\flash_download_tool_3.9.5>目录下。

• 🌿在espidf 项目中添加自动合并文件，编译成功后自动生成合并文件：（在项目的 main/CMakeLists.txt）中添加以下代码：）

# 定义合并后的输出文件名
set(MERGED_BIN "${CMAKE_BINARY_DIR}/merged.bin")
set(BOOTLOADER_BIN "${CMAKE_BINARY_DIR}/bootloader/bootloader.bin")  
set(PARTITION_TABLE_BIN "${CMAKE_BINARY_DIR}/partition_table/partition-table.bin")
set(APP_BIN "${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_PROJECT_NAME}.bin")  # 通常是 build/hello_world.bin

# 添加自定义目标，在编译完成后自动合并
add_custom_target(
    merge_bin ALL
    DEPENDS ${APP_BIN} ${BOOTLOADER_BIN} ${PARTITION_TABLE_BIN}
    COMMAND ${Python3_EXECUTABLE} ${IDF_PATH}/components/esptool_py/esptool/esptool.py
        --chip ${IDF_TARGET}
        merge_bin
        --output ${MERGED_BIN}
        --flash_mode ${CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHMODE}
        --flash_size ${CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE}
        0x1000 ${BOOTLOADER_BIN}
        0x8000 ${PARTITION_TABLE_BIN}
        0x10000 ${APP_BIN}
    COMMENT "Merging binaries into ${MERGED_BIN}"
)

📜espressif各芯片型号二级引导加载程序 flash 地址差异

• esp32 存放在 flash 的 0x1000 偏移地址处的二进制镜像就是二级引导加载程序。(https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-guides/startup.html)
• ESP32C3引导加载程序位于 flash 的 0x0 偏移地址处。(详细介绍见：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/v4.4.2/esp32c3/api-guides/bootloader.html#id9)
• ESP32S3 二级引导加载程序位于 flash 的 0x0 偏移地址处。(https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s3/api-guides/bootloader.html)
• esp32s2 二级引导加载程序位于 flash 的 0x1000 偏移地址处。(https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s2/api-guides/bootloader.html)
• esp32c6 二级引导加载程序位于 flash 的 0x0 偏移地址处。
• esp32H2 二级引导加载程序位于 flash 的 0x0 偏移地址处。
• esp32p4存放在 flash 的 0x2000 偏移地址处的二进制镜像就是二级引导加载程序。（https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32p4/api-guides/startup.html）