痞子衡嵌入式：超級下載演算法(RT-UFL)開發筆記（2） - 識別當前i.MXRT型號

痞子衡發表於2020-11-13
演算法筆記

　　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超級下載演算法開發筆記(2)之識別當前i.MXRT型號。

　　文接上篇 《超級下載演算法(RT-UFL)開發筆記（1） - 執行在不同CM核心下》，我們已經解決了超級下載演算法能夠在i.MXRT全系列下執行的問題，現在我們往前繼續推進專案。因為這個超級下載演算法將來要跑在很多個晶片型號上，有時候因為型號間差異，我們不得不針對性地弄出不同程式碼處理分支，而這一切的前提是我們能動態地獲取當前晶片型號。

　　本篇是開發筆記第二篇，我們們就重點聊聊如何讓超級下載演算法知道當前跑在哪個i.MXRT型號下。

一、尋找i.MXRT家族的ID資訊

　　恩智浦當前MCU產品線眾多，i.MXRT是2018年才開始推出的新系列，在這之前恩智浦主推的MCU是經典的Kinetis和LPC系列，痞子衡對這兩個系列產品也非常熟，型號資訊在Kinetis和LPC上都有展現。

1.1 回顧Kinetis和LPC

　　Kinetis系列有一個專門存放型號資訊的暫存器即SIM->SDID，這個暫存器設計得非常經典，其FAMILYID + SUBFAMID + SERIESID區域組合將Kinetis系列的家族分類特性展示得淋漓盡致。

　　LPC系列存放型號資訊的暫存器是SYSCON->DEVICE_ID0，這個暫存器是另外一種設計風格，低20bit直接就是LPC系列號的值，比如LPC54114xxx型號其SYSCON->DEVICE_ID0[19:0] = 0x54114，是不是簡單粗暴。

1.2 查詢i.MXRT的ID暫存器

　　我們知道i.MXRT從架構上分為四位數和三位數兩大陣營，四位數源自i.MX應用處理器，三位數源自LPC系列，我們分別來看。

　　翻看i.MXRT四位數典型型號i.MXRT1060的參考手冊，並沒有找到任何有關型號資訊的暫存器，僅有UID暫存器，但UID跟晶片型號無關。四位數上找不到型號資訊暫存器，也跟其源於i.MX有關，畢竟MPU不像MCU那樣會細分特別多的型號。

　　再看i.MXRT三位數典型型號i.MXRT600的參考手冊，我們找到了型號資訊，在SYSCTL0->PRODUCT_ID暫存器中，細看其暫存器設計，還是能看出LPC的影子的，SYSCTL0->PRODUCT_ID[15:4]直接就是系列號的值。

二、確認i.MXRT型號的替代方法

　　根據上一節的分析，我們幾乎不能用傳統Kinetis或LPC上型號資訊暫存器那一套方式來統一獲取i.MXRT型號，那有沒有替代方法呢？答案當然是有。靈感來自於痞子衡之前研究i.MXRT的ROM API時寫過的一篇文章 《瞭解i.MXRTxxx系列ROM API及其與i.MXRT1xxx系列的差異》，i.MXRT系列全部都有BootROM，每個型號的ROM區域內容並不盡然相同，我們可以通過讀幾個ROM區域不同位置的值來定位型號。

2.1 讀SCB->CPUID得到核心版本

　　i.MXRT四位數（都是CM7核心）的ROM基址是0x200000，而i.MXRT三位數（都是CM33核心）的ROM基址是0x3000000，基址是有差異的，所以我們首先需要先找出一種方法來區分基址，這裡可以藉助ARM Cortex-M核心模組SCB裡的CPUID暫存器。

　　翻看ARM Cortex-M核心的Generic User Guide，可以找到如下CPUID暫存器的定義，其中CPUID[PartNo]中記錄了核心版本，CM7的值是0xC27，CM33的值是0xD21。

　　我們可以很容易寫出如下ufl_get_core_type()函式。

/* See Part number of core in Cortex-Mx Generic UG */
#define CORE_ID_CM33 (0xD21)
#define CORE_ID_CM7  (0xC27)

typedef enum _core_type
{
    kCoreType_Invalid = 0U,
    kCoreType_CM33    = 1U,
    kCoreType_CM7     = 2U,
} core_type_t;

static core_type_t ufl_get_core_type(void)
{
    core_type_t coreType = kCoreType_Invalid;
    uint32_t coreid = (SCB->CPUID & SCB_CPUID_PARTNO_Msk) >> SCB_CPUID_PARTNO_Pos;

    switch (coreid)
    {
        case CORE_ID_CM33:
            coreType = kCoreType_CM33;
            break;

        case CORE_ID_CM7:
            coreType = kCoreType_CM7;
            break;

        default:
            break;
    }

    return coreType;
}

2.2 通過ROM內容定位i.MXRT型號

　　有了ufl_get_core_type()函式，我們便可以進一步寫出如下ufl_get_imxrt_chip_id()函式，s_romFingerprint[]結構體陣列預先存放全部i.MXRT型號的ROM定位資訊（此處僅示例了RT600和RT1060），我們選了ROM偏移0x8000、0xa000、0xc000處的四位元組資料來定位，如後期隨著型號的增多，出現定位位置處資料全部雷同的巧合的話，可以更改定位位置保證定位資料一定不相同。

typedef enum _rt_chip_id
{
    kChipId_Invalid = 0xFFU,
    kChipId_RT6xx   = 1U,
    kChipId_RT106x  = 2U,
} rt_chip_id_t;

#define RT_ROM_BASE_CM33 (0x03000000u)
#define RT_ROM_BASE_CM7  (0x00200000u)

#define ROM_FP_OFFSET1 (0x8000)
#define ROM_FP_OFFSET2 (0xa000)
#define ROM_FP_OFFSET3 (0xc000)

typedef struct _rom_fingerprint
{
    uint32_t chipId;
    uint32_t content[3];
} rom_fingerprint_t;

static const rom_fingerprint_t s_romFingerprint[] = {
    {kChipId_RT6xx,  {0xb108f82a, 0x0200f2c5, 0x0070f104} },        // From ROM 2.0rc5.1
    {kChipId_RT106x, {0xb0893000, 0x80dbf000, 0xf2c44100} },        // From ROM 1.0rc3
};

rt_chip_id_t ufl_get_imxrt_chip_id(void)
{
    rt_chip_id_t chipId = kChipId_Invalid;
    core_type_t coreType;
    uint32_t rtRomBase = 0;

    coreType = ufl_get_core_type();
    if (kCoreType_CM33 == coreType)
    {
        rtRomBase = RT_ROM_BASE_CM33;
    }
    else if (kCoreType_CM7 == coreType)
    {
        rtRomBase = RT_ROM_BASE_CM7;
    }
    else
    {}

    do
    {
        uint32_t content[3];
        content[0] = *(uint32_t *)(rtRomBase + ROM_FP_OFFSET1);
        content[1] = *(uint32_t *)(rtRomBase + ROM_FP_OFFSET2);
        content[2] = *(uint32_t *)(rtRomBase + ROM_FP_OFFSET3);

        uint32_t idx = sizeof(s_romFingerprint) / sizeof(rom_fingerprint_t);
        while (idx--)
        {
            if (!memcmp(s_romFingerprint[idx].content, content, sizeof(content)))
            {
                chipId = (rt_chip_id_t)s_romFingerprint[idx].chipId;
                break;
            }
        }
    } while (0);

    return chipId;
}

　　至此，超級下載演算法開發筆記(2)之識別當前i.MXRT型號痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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