痞子衡嵌入式：同一廠商不同系列Flash型號下Dummy Cycle設定方法可能有差異 (以IS25LP064為例)

痞子衡發表於2021-04-17

　　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同一廠商不同系列Flash型號下Dummy Cycle設定方法的差異。

　　上一篇文章 《在i.MXRT啟動頭FDCB裡調整Flash工作頻率也需同步設Dummy Cycle》， 痞子衡是以i.MXRT1170-EVK上板載Flash型號IS25WP128為例來介紹Dummy Cycle設定的。最近痞子衡在支援一個i.MXRT1020客戶的問題，需要用到i.MXRT1020-EVK，這個板載Flash是IS25LP064A，跟IS25WP128一樣是來自同一Flash廠商ISSI的QSPI NOR產品，痞子衡想當然地認為之前的經驗可以直接用在這顆Flash上，於是把FDCB原封不動地拷貝過來直接使用，但是發現i.MXRT1020竟然啟動不了，這是怎麼回事？

一、同一廠商不同系列Flash型號Dummy Cycle設定差異

　　ISSI（芯成半導體）是一個比較老牌的儲存器廠商，規模上不算頂級，但旗下Flash產品線眾多，品類很齊全。其中序列NOR產品涵蓋QuadSPI NOR、Octal Flash、Twin Quad NOR、HyperFlash等。

ISSI Flash種類： https://www.issi.com/US/product-flash.shtml

　　恩智浦官方EVK板上選用的是IS25xP系列，屬於最常用的QuadSPI NOR大類。這個系列主要分兩大類：3.3V供電的IS25WP系列、1.8V供電的IS25LP系列。

　　前面我們對IS25WP系列Flash的Dummy Cycle設定很瞭解了，那麼IS25LP系列Flash是不是一樣的設計呢？我們檢視IS25LP064A資料手冊來確認一下。

　　我們找到如下Read Dummy Cycle與最大工作頻率的對應表，從表裡可以看到當IS25LP工作在Fast Read Quad I/O模式時，預設的6個Dummy Cycle適用的最大工作頻率是104MHz（這點上與IS25WP系列是一致的），不過與IS25WP系列不同的是IS25LP系列Dummy Cycle僅有四檔（2bit設定，對應4/6/8/10四種值），而IS25WP系列Dummy Cycle有十五檔（4bit設定，對應1-15取值），所以Dummy Cycle設計在IS25LP上其實是精簡版。

二、如何更改Flash裡的Dummy Cycle？

　　意識到IS25LP與IS25WP在Dummy Cycle設計上的差異，改起來就容易了。我們繼續看Flash資料手冊，IS25LP064A內部有個8bit的Read Register，其bit4-bit3是Dummy Cycles設定（精簡設計一），暫存器型別裡標明僅易失性一種屬性（精簡設計二）。

　　在IS25LP064A的指令集表裡，可以看到專門寫Read Register的指令，即SRP指令，注意指令值就是唯一的0xC0（精簡設計三）。

　　分析到這裡，額外的小工程修改Dummy Cycle是不可能了，只能老老實實在i.MXRT每次啟動時直接藉助FDCB啟動頭裡的設定用SRP指令更改Flash的Dummy Cycle，即如下所示：

// 設定Dummy Cycle數
#define FLASH_DUMMY_CYCLES      8
#define FLASH_DUMMY_VALUE       0x2
// 寫Read Register時序在LUT中的index（可自定義位置，但不要佔BootROM預設的幾個時序位置）
#define CMD_LUT_SEQ_IDX_SET_READ_PARAM 7
// BootROM中預設的LUT命令時序的index
#define CMD_LUT_SEQ_IDX_READ           0
#define CMD_LUT_SEQ_IDX_READSTATUS     1
#define CMD_LUT_SEQ_IDX_WRITEENABLE    3

const flexspi_nor_config_t qspiflash_config = {
    .memConfig =
        {
            .tag              = FLEXSPI_CFG_BLK_TAG,
            .version          = FLEXSPI_CFG_BLK_VERSION,
            .readSampleClkSrc = kFlexSPIReadSampleClk_LoopbackFromDqsPad,
            .csHoldTime       = 3u,
            .csSetupTime      = 3u,
            // Enable Safe configuration
            .controllerMiscOption = 0x10,
            .deviceType           = kFlexSpiDeviceType_SerialNOR,
            .sflashPadType        = kSerialFlash_4Pads,
            .serialClkFreq        = kFlexSpiSerialClk_133MHz,
            .sflashA1Size         = 8u * 1024u * 1024u,
            // 使能Flash暫存器配置操作
            .configCmdEnable = 1u,
            .configModeType[0] = kDeviceConfigCmdType_Generic,
            // 指示Flash暫存器配置時序在LUT中index
            .configCmdSeqs[0] = 
                {
                    .seqNum = 1,
                    .seqId = CMD_LUT_SEQ_IDX_SET_READ_PARAM,
                    .reserved = 0,
                },
            // 設定Flash暫存器配置值（這裡就是寫入Read Register的值）
            // Note1: 這裡寫入Read Register的值在IS25WP系列和IS25LP系列有區別
            .configCmdArgs[0] = FLASH_DUMMY_VALUE << 3,
            .lookupTable =
                {
                    // Fast Read Quad I/O
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ]               = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR,   FLEXSPI_1PAD, 0xEB, RADDR_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x18),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 1]           = FLEXSPI_LUT_SEQ(MODE8_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x00, DUMMY_SDR, FLEXSPI_4PAD, FLASH_DUMMY_CYCLES-2),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 2]           = FLEXSPI_LUT_SEQ(READ_SDR,  FLEXSPI_4PAD, 0x04, STOP,      FLEXSPI_1PAD, 0x00),
                   
                    // READ STATUS REGISTER
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READSTATUS]         = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR,   FLEXSPI_1PAD, 0x05, READ_SDR,  FLEXSPI_1PAD, 0x01),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READSTATUS + 1]     = FLEXSPI_LUT_SEQ(STOP,      FLEXSPI_1PAD, 0x00, 0, 0, 0),
                   
                    // WRTIE ENABLE
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_WRITEENABLE]        = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR,   FLEXSPI_1PAD, 0x06, STOP,      FLEXSPI_1PAD, 0x00),

                    // Flash暫存器配置時序（這個時序需要上面READ STATUS, WRITE ENABLE的配合）
                    // Note2: 這裡寫入的指令在IS25WP系列和IS25LP系列有區別
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_SET_READ_PARAM]     = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR,   FLEXSPI_1PAD, 0xC0, WRITE_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x01),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_SET_READ_PARAM + 1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(STOP,      FLEXSPI_1PAD, 0x00, 0, 0, 0),
                },
        },
    .pageSize           = 256u,
    .sectorSize         = 4u * 1024u,
    .blockSize          = 64u * 1024u,
    .isUniformBlockSize = false,
};

　　至此，同一廠商不同系列Flash型號下Dummy Cycle設定方法的差異痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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