痞子衡嵌入式：解鎖i.MXRTxxx上FlexSPI模組自帶的地址重對映(Remap)功能

痞子衡發表於2020-08-20
FlexREM

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是i.MXRT三位數系列隱藏的FlexSPI Remap功能。

　　前段時間痞子衡寫了一篇文章 《利用i.MXRT1060,1010上新增的FlexSPI地址重對映(Remap)功能可安全OTA》，介紹了Remap功能在OTA設計中的重要性。如果你對比過i.MXRT三位數（RT500/600）和四位數（RT1xxx）的FlexSPI模組，你會發現它們是一樣的，暫存器定義幾乎完全一致。但是我們知道這兩個系列又分別是來自不同平臺（LPC/i.MX），i.MXRT三位數可沒有i.MXRT四位數上用於存放Remap控制的IOMUXC_GPR模組，那麼在i.MXRT500/600上到底有沒有Remap功能呢？本文痞子衡將為你解答。

1. FlexSPI NOR系統對映地址

　　老規矩還是先看一下FlexSPI在i.MXRT三位數上的系統對映空間。因為核心架構的差異，分配的對映地址與i.MXRT1xxx上完全不同。

　　i.MXRT500中分配給FlexSPI的系統對映空間如下，兩個FlexSPI各分配了128MB。

　　i.MXRT600中分配給FlexSPI的系統對映空間如下，一個FlexSPI分配了128MB。

2. FlexSPI Remap控制在哪裡？

　　目前我們已經可以從恩智浦官網下載到i.MXRT600的SDK軟體包和參考手冊，i.MXRT500的資料暫時還沒有公佈。對於i.MXRT600，無論是在SDK軟體包中的標頭檔案還是在參考手冊中搜尋“Remap”關鍵字，都搜不到任何資訊，莫非是沒有Remap功能？

　　好了，痞子衡就不賣關子了，其實Remap功能是支援的，而且直接做到了FlexSPI模組裡，控制暫存器也在FlexSPI裡，就在FLEXSPI BASE地址偏移0x420的地方（模組有更新，但文件暫時沒有同步更新）：

typedef struct
{
    __IO uint32_t HADDRSTART;
    __IO uint32_t HADDREND;
    __IO uint32_t HADDROFFSET;
} FLEXSPI_REMAP_Type;

#define FLEXSPI_REMAP  ((FLEXSPI_REMAP_Type *)(FLEXSPI_BASE + 0x420u));

　　因為Remap控制嵌在FlexSPI模組暫存器裡，所以對於有兩個FlexSPI模組的i.MXRT500，Remap控制也有兩組，相互獨立，這點跟同樣有兩個FlexSPI模組的i.MXRT1060上Remap設計是不一樣的。

3. FlexSPI Remap功能設計

　　雖然i.MXRT500/600上的Remap控制嵌在FlexSPI模組內部，但Remap設計依然是屬於系統架構層面的，只是在AHB匯流排層面做一個地址重定向。下面是Remap控制暫存器：

Remap功能 對應控制暫存器
暫存器名 暫存器地址
ADDR_START HADDRSTART FLEXSPI_BASE + 0x420
ADDR_END HADDREND FLEXSPI_BASE + 0x424
ADDR_OFFSET HADDROFFSET FLEXSPI_BASE + 0x428

　　Remap設計很簡單，就是地址（addr）落在[ADDR_START, ADDR_END]裡的AHB讀訪問，其實際訪問到的是addr + ADDR_OFFSET位置處的資料。（注意ADDR_START, ADDR_END, ADDR_OFFSET都是4KB對齊的）

　　Remap功能及暫存器定義上基本跟i.MX1xxx保持一致，但有一個小區別，就是HADDRSTART暫存器的bit0同時也承擔了Remap功能開關控制。

4. Remap對擦寫Flash的影響

　　啟用Remap功能後，呼叫FlexSPI NOR驅動函式去擦寫Flash不會受影響，擦寫Flash操作正常走的是FlexSPI IPG命令方式，資料沒有經過AHB bus。

　　下面這段測試程式碼是在MIMXRT500-EVK上跑的，用ROM API驅動擦寫0x08100000地址，擦寫操作前加了一段Remap設定干擾，實測下來Remap設定對擦寫沒有任何影響，復位後去讀Flash，操作的還是原0x08100000地址。

#define FLEXSPI0_REMAP  ((FLEXSPI_REMAP_Type *)(FLEXSPI0_BASE + 0x420u));

flexspi_nor_config_t flashConfig;
serial_nor_config_option_t configOption;
configOption.option0.U = 0xc0403004;

uint32_t programBuffer[64];
for (uint32_t i = 0; i < sizeof(programBuffer); i++)
{
    *((uint8_t *)programBuffer + i) = (uint8_t)(i & 0xFF);
}

g_bootloaderTree->flexspiNorDriver->get_config(1, &flashConfig, &configOption);
g_bootloaderTree->flexspiNorDriver->init(1, &flashConfig);

FLEXSPI0_REMAP->HADDRSTART  = 0x08100000 | 0x01;
FLEXSPI0_REMAP->HADDREND    = 0x08200000;
FLEXSPI0_REMAP->HADDROFFSET = 0x100000;

g_bootloaderTree->flexspiNorDriver->erase(1, &flashConfig, 0x100000, 0x100);
g_bootloaderTree->flexspiNorDriver->page_program(1, &flashConfig, 0x100000, programBuffer);

　　Remap暫存器因為在FlexSPI模組中，因此Remap設定程式碼要在FlexSPI模組初始化之後，僅有模組時鐘被開啟，模組暫存器才能正常賦值，否則不生效（實測時鐘不開啟，讀寫Remap暫存器永遠是0，並且不產生HardFault）。

5. 關於ROM API傳參的疑惑解釋

　　最後再簡單說一下第4節示例程式碼裡一點讓人疑惑的地方，我們是在MIMXRT500-EVK上做的測試，i.MXRT500有兩個FlexSPI（0/1），Flash是連在FlexSPI0上，但是ROM API裡的instance傳參竟然需要是1（i.MXRT1060 ROM API的FLEXSPI0傳參就是0），這是怎麼回事？

　　下面是i.MXRT500 BootROM中根據instance獲取FLEXSPI模組基址的函式程式碼，其是根據i.MXRT500標頭檔案中FLEXSPI_BASE_PTRS定義來獲取基址值的。

static FLEXSPI_Type *const g_flexSpiInstances[] = FLEXSPI_BASE_PTRS;

static FLEXSPI_Type *flexspi_get_module_base(uint32_t instance)
{
    FLEXSPI_Type *baseAddr = NULL;
    baseAddr = g_flexSpiInstances[instance];
    return baseAddr;
}

　　而BootROM中用的i.MXRT500標頭檔案中FLEXSPI_BASE_PTRS定義如下所示，有點奇怪，跟正式SDK裡的定義不一致。其實也可以理解，BootROM是晶片設計階段的產物，那時候標頭檔案是初版，後期有變化也正常。

/** Array initializer of FLEXSPI peripheral base pointers */
#define FLEXSPI_BASE_PTRS                      \
    {                                          \
        (FLEXSPI_Type *)0u, FLEXSPI1, FLEXSPI2 \
    }

　　至此，i.MXRT三位數系列隱藏的FlexSPI Remap功能痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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