痞子衡嵌入式：序列NOR Flash的Continuous read模式下軟復位後i.MXRT無法啟動問題解決方案之SW Reset

痞子衡發表於2021-05-26
模式

　　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上使能NOR Flash的Continuous read模式在軟復位後無法正常啟動問題的解決經驗。

　　先回顧上篇 《序列NOR Flash的Continuous read模式下軟復位後i.MXRT無法啟動問題解決方案之RESET#》，利用RESET#引腳復位功能是痞子衡找到的第一種解決方案，今天痞子衡繼續給大家介紹第二種解決方案。

  • 本系列會有多篇文章，每篇文章均從一個核心切入點出發，給出一系列具體實現方案。
  • 本系列均以MIMXRT1170-EVK板為示例目標物件，板載Flash型號為芯成IS25WP128（其他i.MXRT晶片和Flash型號下實現流程也差不多，需檢視對應資料手冊）。

一、解決思路

　　我們知道無法啟動問題是由於主晶片發生軟復位但Flash仍處於Continuous read模式造成的，要解決這個問題無非如下三個角度，痞子衡會在後面具體實現方案裡按這些角度全部搞一次（如果適用的話）。

  • 一、ROM方面不做任何相關處理，但App在呼叫NVIC_SystemReset()做復位前將Flash先切回到Normal模式；
  • 二、App方面不做任何相關處理，對BootROM相關配置做一些調整，讓BootROM也能正常處理處於Continuous read模式的Flash；
  • 三、ROM和App聯合對Flash模式切換做一些特殊處理。

二、核心切入點（藉助Flash的軟復位命令功能）

　　本文找的核心切入點是利用Flash的軟體復位命令。Flash的軟體復位時序有兩種：一種是JEDEC標準規定的（嚴格來說其實算硬體復位，但因為其需CS#,SCK,IO0三根訊號線配合完成，因此痞子衡將其歸為軟體復位時序類）；另一種是廠商定義的軟體復位命令（因為SOIC-8封裝的Flash沒有獨立RESET#引腳，因此廠商增加這個軟復位命令來代替缺失的獨立RESET#引腳功能）。

2.1 JEDEC標準復位時序

　　JEDEC協會規定了一種Flash復位時序，需要CS#,SCK,IO0三根訊號線配合完成，時序如下，保持SCK電平不變（高/低均可），拉四次CS#訊號，通過SI訊號線輸出4'b0101（在CS#上升沿取樣），則Flash會進入復位狀態。

　　JEDEC標準復位功能並不是所有Flash都整合的，華邦、芯成主流Flash型號均不支援JEDEC標準復位，痞子衡知道的Adesto ATXP032系列Flash裡有JEDEC標準復位。

　　ATXP032資料手冊裡關於JEDEC標準復位相關時序要求如下，進入JEDEC復位後需要 tXUDPD 時間來恢復。

2.2 軟體復位命令時序

　　Flash資料手冊命令集裡通常都可以找到reset相關命令。在IS25WP128資料手冊裡我們可以找到如下軟復位時序，它由0x66（RSTEN）和0x99（RST）命令組合完成，主晶片發完該命令組合後，Flash即進入復位狀態。

　　IS25WP128軟體復位最大需要100us的恢復時間，在恢復期間內對Flash進行讀寫擦操作並不會生效。

三、具體實現

　　本章節描述的方法，如果是在App裡（這裡均指XIP App）完成，那麼App裡增加的相關處理程式碼（注意是執行到的全部程式碼）需要是 ramfunc 屬性（即執行在內部RAM裡），這樣操作Flash時可以不受限制。此外程式碼執行前需要把全域性中斷關掉，防止執行過程中有中斷觸發，導致Flash裡的相關IRQHandler函式被執行。

#if (defined(__ICCARM__))
__ramfunc 
#endif
void reset_flash_to_normal(void)
{
    __disable_irq();

    // 處理程式碼，使Flash返回到Normal模式

    NVIC_SystemReset();
}

3.1 僅ROM方面做相關處理

　　我們先僅從ROM單方面角度來解決問題，可以先看下痞子衡之前的舊文 《瞭解i.MXRT1060系列ROM中序列NOR Flash啟動初始化流程優化點》 裡的2.3節。部分i.MXRT型號ROM裡在序列NOR Flash啟動流程裡整合了JEDEC標準復位。

　　如果要利用ROM裡整合的JEDEC標準復位功能，則Flash本身必須支援JEDEC標準復位。本系列示例主晶片i.MXRT1170的fusemap表裡關於JEDEC_RESET的相關定義如下，所以我們需要將fuse 0xC80[6]位燒寫為1。

3.2 僅App方面做相關處理

　　上一小節裡的方法先決條件是Flash要支援JEDEC標準復位，但實際客戶專案中選型的Flash往往沒有整合JEDEC標準復位。所以我們更多應該在廠商定義的軟復位命令上做文章，這就要從App方面的角度來解決問題了。

　　IS25WP128資料手冊裡找到如下兩個關於reset的命令，reset_flash_to_normal() 函式裡只需要按序傳送這兩個命令，並且延時等夠軟復位恢復時間即可。

　　程式碼可以基於 \SDK_2.9.1_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\driver_examples\flexspi\nor\polling_transfer\cm7下面的 flexspi_nor_polling_transfer.c 和 flexspi_nor_flash_ops.c，並新增如下程式碼：

#define NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESETENABLE 14
#define NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESET       15

#define CUSTOM_LUT_LENGTH 64
const uint32_t customLUT[CUSTOM_LUT_LENGTH] = {
    // ...

    /* 新增 Reset Enable */
    [4 * NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESETENABLE] =
        FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_SDR, kFLEXSPI_1PAD, 0x66, kFLEXSPI_Command_STOP, kFLEXSPI_1PAD, 0),

    /* 新增 Reset */
    [4 * NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESET] =
        FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_SDR, kFLEXSPI_1PAD, 0x99, kFLEXSPI_Command_STOP, kFLEXSPI_1PAD, 0),
};

status_t flexspi_nor_software_reset(FLEXSPI_Type *base)
{
    flexspi_transfer_t flashXfer;
    status_t status;

    /* Write enable */
    flashXfer.deviceAddress = 0;
    flashXfer.port          = kFLEXSPI_PortA1;
    flashXfer.cmdType       = kFLEXSPI_Command;
    flashXfer.SeqNumber     = 1;
    flashXfer.seqIndex      = NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESETENABLE;

    status = FLEXSPI_TransferBlocking(base, &flashXfer);
    if (status != kStatus_Success)
    {
        return status;
    }

    flashXfer.seqIndex      = NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_RESET;

    status = FLEXSPI_TransferBlocking(base, &flashXfer);

    return status;
}

void reset_flash_to_normal(void)
{
    __disable_irq();

    flexspi_nor_flash_init(EXAMPLE_FLEXSPI);
    
    flexspi_nor_software_reset(EXAMPLE_FLEXSPI);

    // 這裡需要插入足夠的延時
    SDK_DelayAtLeastUs(100, SystemCoreClock);
    
    NVIC_SystemReset();
}

　　為了保證上述程式碼均執行在RAM裡，工程連結檔案裡（以IAR示例）需做如下改動：

initialize by copy { readwrite, 
                     section .textrw, 
                     object fsl_common.o,
                     object I64DivZer.o,
                     object I64DivMod.o,
                     object fsl_flexspi.o,
                     object flexspi_nor_flash_ops.o,
                     object flexspi_nor_polling_transfer.o,
                     section CodeQuickAccess };

3.3 ROM和App聯合處理

　　關於ROM和App聯合處理角度，在復位命令這個切入點上並沒有什麼優勢，此處略去。

　　至此，i.MXRT上使能NOR Flash的Continuous read模式在軟復位後無法正常啟動問題的解決經驗痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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