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OPI DTR模式下反轉位元組序的Octal Flash在i.MXRT下載與啟動注意事項。
在恩智浦官方參考設計板 MIMXRT595-EVK 和 MIMXRT685-EVK 上搭載了一顆來自 MXIC 的 MX25UM51345G，這是一款比較典型的 Octal Flash，在 i.MXRT 下去下載和啟動這款 Flash 並沒有什麼特別的地方，官方 SDK 及工具鏈裡做了完善支援。
近期有客戶做板卡設計時選到了一顆同樣來自 MXIC 的 Octal Flash - MX25UM51245G，主絲印號與 MX25UM51345G 僅一個數字之差，根據資料手冊對比，兩者在功能上似乎並沒有太多區別，然而客戶在啟動這顆 Flash 時卻遇到了麻煩，這是怎麼回事？今天痞子衡來一探究竟：
- Note：本文內容雖以 i.MXRT 三位數系列為例來展開，但同樣也適用 i.MXRT 四位數系列。
一、一般Octal Flash讀寫位元組序設計
我們先來看典型的 MX25UM51345G 上讀寫時序設計，這對下載啟動至關重要。大家都知道 Octal Flash 時序主要分為 SPI 和 OPI 兩大類，其區別是命令/地址/資料位是僅通過 SIO[1:0] 還是通過全部 SIO[7:0] 來傳輸。
如下是 SPI 模式下的 Read 和 Page Program 時序，命令和地址位均通過 SIO[0] 來傳輸，資料位通過 SIO[1]（Read） 或者 SIO[0]（Program） 來傳輸，這裡特別關注一下資料位的位元組序，讀寫都是按照 Data Byte 1、Data Byte 2、Data Byte 3... 正序傳輸的。
再來看 OPI 模式下的 Read 和 Page Program 時序（包含 STR 和 DTR 模式），命令/地址/資料位全部通過 SIO[7:0] 來傳輸，我們們也同樣關注一下資料位的位元組序，讀寫依然是按照 D0、D1、D2、D3... 正序傳輸的。
二、以MX25UM51245為代表的特殊讀寫位元組序設計
現在我們再來看 MX25UM51245G 上特殊讀寫時序設計，其在 SPI 模式、OPI-STR 模式下時序與 MX25UM51345G 並無差異（資料位都是正序傳輸），主要差異在如下 OPI-DTR 模式下時序，我們可以看到 OPI-DTR 讀寫時資料位上位元組序是 D1、D0、D3、D2... 這樣的反轉序，這種特殊位元組序設計在 Flash 資料手冊上並沒有以文字形式特別提醒，僅能從時序圖上觀察出來，估計是 Flash 廠商認為讀寫位元組序是成套反轉的，因此使用者無需關心這種差異（即不需要軟體程式碼層面去刻意做資料反轉，反反得正嘛）。
三、i.MXRT啟動MX25UM51245注意事項
從 i.MXRT 啟動角度而言，對於 Octal Flash 我們既可以配置 FlexSPI 外設以 SPI Read 模式去訪問也可以配置 OPI Read 模式去訪問，不過從最高效能角度而言，通常我們會配置 OPI-DTR Read 模式去啟動 Octal Flash。隨便開啟一個 MIMXRT595 SDK 裡示例工程，在 flash_config.c 檔案裡你可以看到讀命令設定的就是 0xEE（8DTRD）。
具體 FlexSPI 配置是通過存放在 Flash 固定偏移處的 FDCB 結構（就是上圖程式碼中的 flash_config ）來實現的，BootROM上電會以固定 30MHz SPI Read 模式先從 Flash 裡取出 FDCB，然後解析 FDCB 得到使用者指定配置再做二次 FlexSPI 配置去啟動使用者程式（詳見痞子衡舊文 《深入i.MXRT1050系列ROM中序列NOR Flash啟動初始化流程》）。
讀到這裡，你有沒有發現什麼問題？Octal Flash 裡的 FDCB 和使用者應用程式資料是在 BootROM 配置的不同讀時序模式下被訪問的，前者是通過 SPI Read，後者是通過 OPI-DTR Read，這樣在 MX25UM51245 下就可能會存在位元組序不統一的問題。如何解決這個問題？有三種方案：
方案 1：
- 負責下載功能的 Flashloader 僅配置 Flash 為 SPI 或 OPI-STR 模式，並且在下載時對 FDCB 和使用者應用程式資料不做任何位元組序反轉；
- 負責啟動功能的 BootROM 也同樣配置 Flash 為 SPI 或 OPI-STR 模式去啟動使用者應用程式（在使用者 FDCB 裡設定）。
方案 2：
- 負責下載功能的 Flashloader 僅配置 Flash 為 SPI 或 OPI-STR 模式，並且在下載時對 FDCB 不做任何反轉，但是需要對使用者應用程式資料做位元組序反轉；
- 負責啟動功能的 BootROM 需要配置 Flash 為 OPI-DTR 模式去啟動使用者應用程式（在使用者 FDCB 裡設定）。
方案 3：
- 負責下載功能的 Flashloader 配置 Flash 為 OPI-DTR 模式，並且在下載時對 FDCB 做位元組序反轉，但是對使用者應用程式資料不做任何反轉；
- 負責啟動功能的 BootROM 需要配置 Flash 為 OPI-DTR 模式去啟動使用者應用程式（在使用者 FDCB 裡設定）。
四、i.MXRT啟動MX25UM51245實現方案
上一節列舉了三個解決方案，其中方案 1 沒什麼好說的，不涉及位元組序統一性問題。使用 MCUBootUtility 工具做應用程式下載時，不要選擇具體 Flash 型號的模型，而使用 1bit SDR 模式的 FDCB 去連線配置（詳見 《MCUBootUtility v2.3釋出，這次不再放過任何一款Flash》 一文的 2.3 小節）。
而如果期望 BootROM 配置 Flash 以 OPI-DTR 模式去啟動，則需要在方案 2 和 3 裡面選一個，從實現效率角度，顯然方案 3 比方案 2 更勝一籌，畢竟使用者程式往往比 FDCB 資料量大得多，對其做位元組序反轉耗時更長, i.MXRT 預設下載支援裡就是選用了方案 3。MCUBootUtility 工具裡的 Flash 模型支援 MX25UM51245 這種型號，其是通過 Misc Mode 裡的 "Data Order Swapped" 選項來進行區分的。
對於 i.MXRT500/600，其 Flashloader 功能直接整合進了 BootROM 裡，我們看不到關於位元組序反轉的實現原始碼；但是 i.MXRT 四位數系列 BootROM 並無下載功能，其是通過載入二級 Flashloader 來實現下載的，其原始碼開源在 \SDK\boards\evkmimxrt1xxx\bootloader_examples\flashloader 裡，在這個 Flashloader 原始碼裡我們能找到關於位元組序反轉的設計。
至此，OPI DTR模式下反轉位元組序的Octal Flash在i.MXRT下載與啟動注意事項痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
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