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在FDCB裡使能序列NOR Flash的Continuous read模式。
前面關於序列Flash傳輸時序的文章 《Fast Read Quad I/O SDR模式》 與 《Fast Read Quad I/O DTR模式》， 痞子衡介紹的其實都屬於經典SPI工作模式大類下的Non-Continuous read傳輸模式，即任何獨立的Fast Read Quad I/O讀資料時序（一次CS低有效期間），都必須由Command子序列（命令碼0xEB/0xEC/0xED/0xEE）先行，且不管是SDR還是DTR模式，命令碼都是要在8個SCK週期內由IO0訊號進行傳輸（別小看這8個SCLK週期，對於小資料塊讀取時序，它在總傳輸時間裡佔比是不可忽視的）。
我們知道在XIP情況下CPU從Flash裡取指令資料往往是非常隨機且零碎無序的，這時候雖然有L1 Cache和和FlexSPI Prefetch Buffer加速，但如果還想再進一步提升訪問效能，就只能從Flash底層傳輸序列裡想辦法了。Flash讀時序裡有五大子序列CMD + ADDR + MODE + DUMMY + READ，其中除了CMD和DUMMY子序列是固定的，其他子序列引數值都可能會變，會變的就不能被優化，所以只能想辦法在CMD和DUMMY子序列裡做文章。今天痞子衡要介紹的Continuous read模式就是拿CMD子序列開刀：
一、什麼是Continuous read模式？
Continuous read顧名思義就是連續讀。在序列Flash世界裡，連續讀的意思是讀傳輸時序裡除了第一次CS有效期必須傳輸Command子序列，其後的讀傳輸時序裡均省去Command子序列。下面痞子衡結合i.MXRT的FlexSPI外設來對比介紹Non-Continuous read與Continuous read模式的區別：
1.1 FlexSPI的XIP Enhanced Mode
我們知道NOR Flash因為支援主裝置隨機讀取其任意地址處的資料，因此從原理上可以用作XIP裝置。但因為是序列介面，所以不能直接XIP（沒有獨立並行地址線，CPU無法直接定址），需要FlexSPI外設在底層完成AHB匯流排讀訪問的實時響應工作，這個實時響應工作就是FlexSPI的XIP特性。
FlexSPI的XIP特性可以支援任意序列NOR Flash，對Flash廠商設計沒要求。為了提升XIP程式碼執行效率，FlexSPI中也整合了XIP Enhanced Mode特性（其實就是Continuous read模式），見下圖，CS1是包含CMD子序列的讀時序（即第一次CS），CS2/3（包括後續所有CS）相比CS1少了CMD子序列，這就是Continuous read訪問時序。
FlexSPI的XIP Enhanced Mode特性並不能夠用於任意序列NOR Flash，這對Flash廠商設計有要求，必須Flash本身支援Continuous read模式才行。
1.2 Fast Read Quad I/O Continuous read時序
瞭解了XIP Enhanced Mode，我們再來看LUT裡Quad I/O Read SDR Continuous read傳輸序列，它由CMD_SDR + RADDR_SDR + MODE8_SDR + DUMMY_SDR + READ_SDR + JMP_ON_CS + STOP七個子序列組成，如下表所示。
這個Continuous read傳輸序列相比Non-Continuous read傳輸時序主要有兩處區別：
1. 原MODE8_SDR子序列裡引數值不同：這個引數值用於通知Flash器件當前傳輸型別（Non-Continuous read/Continuous read），具體數值由Flash廠商定義。下圖是以Cypress S25FS-S系列Flash為例的，0xA0表明Flash需進入/保持Continuous read模式。
2. 新增了JMP_ON_CS子序列：該子序列是FlexSPI外設實現Continuous read的核心，第一次CS有效傳輸時序裡CMD_SDR子序列命令碼會被自動存在該子序列引數值裡，這樣後續傳輸FlexSPI就不用再發命令碼了。
LUT中Quad I/O Read DDR Continuous read傳輸序列如下，差異與前面SDR下的分析一致，這裡不予贅述。
二、不同Flash廠商關於Continuous read特性設計
現在跟著痞子衡去看幾家主流Flash廠商關於Continuous read特性的設計（如果你想快速確認某一款型號Flash是否支援這個特性，找到其資料手冊搜尋"Continuous read"看有沒有如下時序圖）：
2.1 賽普拉斯S25FS-S系列
MODE子序列裡引數值M[7:4]通過包含/不包含Command子序列來控制下一次讀傳輸時序的長度，M[7:4] = 0xA則進入/保持Continuous Read模式，否則不進入/退出。
2.2 Adesto AT25SL系列
MODE子序列裡引數值M[7:4] = 0xA則進入/保持Continuous Read模式，否則不進入/退出。
2.3 芯成IS25WP系列
MODE子序列裡引數值M[7:4] = 0xA則進入/保持AX Read模式（就是Continuous Read），否則不進入/退出。
2.4 華邦W25QxxJV-DTR系列
MODE子序列裡引數值M[5:4] = 2'b10則進入/保持Continuous Read模式，否則不進入/退出。 如果要退出Continuous Read模式，Flash資料手冊裡特別推薦下一次時序裡命令碼臨時設為0xFF，以保證M4=1使得Flash徹底回到Non-Continuous Read模式。
2.5 兆易創新GD25Q系列
MODE子序列裡引數值M[5:4] = 2'b10則進入/保持Continuous Read模式，否則不進入/退出。
三、在i.MXRT1170-EVK上實戰（IS25WP128）
瞭解了上面關於Continuous read模式知識後，我們在恩智浦i.MXRT1170-EVK板子上實踐一下。預設連線的Flash是IS25WP128，這款Flash是支援Continuous read模式的，我們隨便在SDK包裡找一個XIP例程，修改工程裡 evkmimxrt1170_flexspi_nor_config.c 檔案裡的 FDCB 啟動頭如下（主要就是改LUT表），改完下載程式進Flash執行，程式碼執行效率應該會有所提升（等下一篇QPI模式文章寫完，痞子衡會設計一個用例一起來實測下效能）。
const flexspi_nor_config_t qspiflash_config_100mhz_sdr_cont = {
.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_100MHz,
.sflashA1Size = 16u * 1024u * 1024u,
.lookupTable =
{
// Fast Read Quad I/O LUTs
[4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0xEB, RADDR_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x18),
// MODE8_SDR裡引數值填入0xA0
[4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(MODE8_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0xA0, DUMMY_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x04),
// 增加JMP_ON_CS子序列
[4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 2] = FLEXSPI_LUT_SEQ(READ_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x04, JMP_ON_CS, FLEXSPI_1PAD, 0x01),
[4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 3] = FLEXSPI_LUT_SEQ(STOP, FLEXSPI_1PAD, 0x00, 0, 0, 0),
},
},
.pageSize = 256u,
.sectorSize = 4u * 1024u,
.blockSize = 256u * 1024u,
.isUniformBlockSize = false,
};
至此，在FDCB裡使能序列NOR Flash的Continuous read模式痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
歡迎訂閱
文章會同時釋出到我的 部落格園主頁、CSDN主頁、知乎主頁、微信公眾號 平臺上。
微信搜尋"痞子衡嵌入式"或者掃描下面二維碼，就可以在手機上第一時間看了哦。
