如何讓超級(jí)下載算法適用市面上類型各異的Flash？

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是超級(jí)下載算法開發(fā)筆記(4)之輪詢Flash配置參數(shù)。

文接上篇 《超級(jí)下載算法(RT-UFL)開發(fā)筆記（3） - 統(tǒng)一FlexSPI驅(qū)動(dòng)訪問》，現(xiàn)在超級(jí)下載算法中已經(jīng)集成了BootROM版本的統(tǒng)一FlexSPI驅(qū)動(dòng)，原則上BootROM能支持啟動(dòng)的所有串行NOR Flash型號(hào)，超級(jí)下載算法都可以對(duì)其進(jìn)行擦寫操作。BootROM雖然可以支持很多種不同的Flash，但其需要依賴用戶提供一個(gè)名為FDCB的配置結(jié)構(gòu)體放置在Flash固定偏移處，BootROM先配置FlexSPI為1bit SDR低速模式去訪問Flash獲取到FDCB，然后從FDCB中得到當(dāng)前Flash的全部屬性再去重新初始化FlexSPI外設(shè)。然而超級(jí)下載算法沒法從用戶處獲取到Flash的信息，只能自力更生，使用輪詢的方法去不斷嘗試，直到試出合適的配置參數(shù)。

本篇是開發(fā)筆記第四篇，咱們就重點(diǎn)聊聊如何讓超級(jí)下載算法適用不同廠商生產(chǎn)的不同屬性串行NOR Flash。

一、BootROM對(duì)Flash的支持（FDCB）

前言里講了BootROM對(duì)Flash的支持是靠不同的FDCB結(jié)構(gòu)體配置值來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)FDCB一共512bytes，原型及各byte定義在i.MXRT1xxx參考手冊(cè)System Boot章節(jié)里 Serial NOR configuration block (512 bytes) 一小節(jié)有詳細(xì)介紹。這個(gè)FDCB主要是用于配置FlexSPI外設(shè)的，咱們超級(jí)下載算法的 flexspi_nor_flash_init() 函數(shù)的一個(gè)主要參數(shù) flexspi_nor_config_t 其實(shí)就是FDCB。

status_t flexspi_nor_flash_init(uint32_t instance, flexspi_nor_config_t *config);

關(guān)于這個(gè)FDCB具體如何賦值，恩智浦官網(wǎng)有一些應(yīng)用筆記，這些應(yīng)用筆記介紹了一些典型的Flash型號(hào)應(yīng)該匹配什么樣的FDCB值，從這些應(yīng)用筆記里我們可以大概了解FDCB用法。

上面的應(yīng)用筆記里列舉了一些BootROM支持的Flash型號(hào)，這些型號(hào)僅僅是恩智浦工程師驗(yàn)證過的型號(hào)，而客戶在實(shí)際項(xiàng)目中用到的Flash型號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。從Flash型號(hào)本身角度來看，不同廠商的不同型號(hào)是獨(dú)特且唯一的，但從FDCB角度而言，很多同類型Flash型號(hào)其實(shí)是一樣的配置值。

二、快速生成FDCB的方法（config option）

那么我們現(xiàn)在是不是直接在超級(jí)下載算法中窮舉不同的FDCB值去輪詢呢？要知道FDCB有512bytes，這是個(gè)不小的結(jié)構(gòu)體，輪詢一遍太費(fèi)時(shí)且低效了。我們需要進(jìn)一步提煉FDCB，將其精簡(jiǎn)一下，只輪詢那些跟Flash類型緊密相關(guān)的參數(shù)。這個(gè)工作其實(shí)也不需要我們做了，恩智浦ROM研發(fā)小組已經(jīng)做好了，那便是8bytes的config option配置結(jié)構(gòu)體，這個(gè)配置結(jié)構(gòu)體也是超級(jí)下載算法的 flexspi_nor_get_config() 函數(shù)的一個(gè)主要參數(shù) serial_nor_config_option_t。

status_t flexspi_nor_get_config(uint32_t instance, flexspi_nor_config_t *config, serial_nor_config_option_t *option);

其實(shí)這個(gè)神奇的8bytes的config option配置結(jié)構(gòu)體不止一次地出現(xiàn)過痞子衡之前的文章里：《導(dǎo)致串行NOR Flash在i.MXRT下無法正常下載/啟動(dòng)的常見因素之SFDP》、《導(dǎo)致串行NOR Flash在i.MXRT下無法正常下載/啟動(dòng)的常見因素之QE bit》、《FlexSPI NOR啟動(dòng)時(shí)間(RT1170)》、《MCUBootUtility v2.3發(fā)布，這次不再放過任何一款Flash》，它非常精煉地概括了市面上主要的串行NOR Flash特性（都要符合JESD216規(guī)范），只要你提供config option，經(jīng)過 flexspi_nor_get_config() 函數(shù)執(zhí)行后便可以自動(dòng)生成相對(duì)應(yīng)的完整FDCB。

在i.MXRTxxx參考手冊(cè)Non-Secure Boot ROM章節(jié)里你可以找到如下典型Flash型號(hào)對(duì)應(yīng)的參考config option值：

三、利用config option來做輪詢

直接利用512bytes的FDCB去輪詢太難，但利用8bytes的config option去輪詢就簡(jiǎn)單多了。我們順著上文中提及的ufl_target_desc_t結(jié)構(gòu)體，在其中新增幾個(gè)成員（FlexSPI外設(shè)編號(hào)/基址/映射地址，config option），其中輪詢主要跟config option有關(guān)。

typedef struct _target_desc
{
    uint32_t imxrtChipId;
    uint32_t flexspiInstance;                 // 新增
    uint32_t flexspiBaseAddr;                 // 新增
    uint32_t flashBaseAddr;                   // 新增
    serial_nor_config_option_t configOption;  // 新增
    flexspi_nor_flash_driver_t flashDriver;
    flexspi_bsp_driver_t flexspiBsp;
} ufl_target_desc_t;

然后我們定義一個(gè)config option型的數(shù)組 s_flashConfigOpt[]，里面存放一些經(jīng)典的config option值。當(dāng)前痞子衡的設(shè)計(jì)是僅輪詢這些經(jīng)典的config option值，并沒有窮舉config option，這也是從超級(jí)下載算法的執(zhí)行效率角度考慮，這些經(jīng)典的config option值足以覆蓋80%以上的Flash型號(hào)了（后期如果要提高Flash覆蓋率，會(huì)考慮轉(zhuǎn)到窮舉法的）。

static const serial_nor_config_option_t s_flashConfigOpt[] = {
    // For Normal Quad, eg. IS25LP064A, GD25LB256E
    {.option0.U = 0xc0000001, .option1.U = 0x00000000},

    // For Normal Octal, eg. MX25UM51345G
    {.option0.U = 0xc0403001, .option1.U = 0x00000000},
    {.option0.U = 0xc1503051, .option1.U = 0x20000014},

    // For Normal HyperBus, eg. S26KS512S, IS26KS512S
    {.option0.U = (0xc0233000 + kSerialNorCfgOption_MaxFreq), .option1.U = 0x00000000},

    // For Normal Octal, eg. MX25UM51245G
    {.option0.U = 0xc0403031, .option1.U = 0x00000000},

    // For Normal Octal, eg. MT35X
    {.option0.U = 0xc0603001, .option1.U = 0x00000000},
    // For Normal Octal, eg. ATXP032
    {.option0.U = 0xc0803001, .option1.U = 0x00000000},

    // For Normal 1-bit SDR
    {.option0.U = FLASH_CONFIG_OPT_1BIT_SDR, .option1.U = 0x00000000},
};

關(guān)于具體輪詢操作，源碼在 RT-UFL 項(xiàng)目中的ufl_auto_probe_flash.c 文件里，痞子衡就不再貼出了，只講一下幾個(gè)要點(diǎn)：

• 要點(diǎn) 1: 對(duì)于一些SIP版本的i.MXRT型號(hào)，沒有必要再輪詢了，直接給預(yù)設(shè)的config option值即可。要點(diǎn) 2: config option參數(shù)輪詢成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)是，執(zhí)行初始化->擦->寫操作均正常（或許還要加入回讀校驗(yàn)）。要點(diǎn) 3: 當(dāng)前config option參數(shù)輪詢失敗進(jìn)到下一個(gè)option值前需要對(duì)FlexSPI外設(shè)進(jìn)行復(fù)位（有條件的話還要對(duì)Flash進(jìn)行復(fù)位）。要點(diǎn) 4: 不同F(xiàn)lash型號(hào)支持的最大速度不同，輪詢時(shí)總是先從最低速開始，慢慢增速到最大支持的速度（當(dāng)前是100MHz，后期會(huì)調(diào)整）。要點(diǎn) 5: 為了照顧沒有SFDP表的Flash（或不符合JESD216規(guī)范），輪詢過程里增加了一個(gè)1bit SDR屬性的FDCB表作為最后一個(gè)保底輪詢。

至此，超級(jí)下載算法開發(fā)筆記(4)之輪詢Flash配置參數(shù)痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~