串行Flash Continuous read使能后软复位启动问题解决方案之SW Reset

大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是i.MXRT上使能NOR Flash的Continuous read模式在软复位后无法正常启动问题的解决经验

先回顾上篇 《串行NOR Flash的Continuous read模式下软复位后i.MXRT无法启动问题解决方案之RESET#》,利用RESET#引脚复位功能是痞子衡找到的第一种解决方案,今天痞子衡继续给大家介绍第二种解决方案。

本系列会有多篇文章,每篇文章均从一个核心切入点出发,给出一系列具体实现方案。

本系列均以MIMXRT1170-EVK板为示例目标对象,板载Flash型号为芯成IS25WP128(其他i.MXRT芯片和Flash型号下实现流程也差不多,需查看对应数据手册)。

一、解决思路

我们知道无法启动问题是由于主芯片发生软复位但Flash仍处于Continuous read模式造成的,要解决这个问题无非如下三个角度,痞子衡会在后面具体实现方案里按这些角度全部搞一次(如果适用的话)。

一、ROM方面不做任何相关处理,但App在调用NVIC_SystemReset()做复位前将Flash先切回到Normal模式;

二、App方面不做任何相关处理,对BootROM相关配置做一些调整,让BootROM也能正常处理处于Continuous read模式的Flash;

三、ROM和App联合对Flash模式切换做一些特殊处理。

二、核心切入点(借助Flash的软复位命令功能)

本文找的核心切入点是利用Flash的软件复位命令。Flash的软件复位时序有两种:一种是JEDEC标准规定的(严格来说其实算硬件复位,但因为其需CS#,SCK,IO0三根信号线配合完成,因此痞子衡将其归为软件复位时序类);另一种是厂商定义的软件复位命令(因为SOIC-8封装的Flash没有独立RESET#引脚,因此厂商增加这个软复位命令来代替缺失的独立RESET#引脚功能)。

2.1 JEDEC标准复位时序

JEDEC协会规定了一种Flash复位时序,需要CS#,SCK,IO0三根信号线配合完成,时序如下,保持SCK电平不变(高/低均可),拉四次CS#信号,通过SI信号线输出4'b0101(在CS#上升沿采样),则Flash会进入复位状态。

JEDEC标准复位功能并不是所有Flash都集成的,华邦、芯成主流Flash型号均不支持JEDEC标准复位,痞子衡知道的Adesto ATXP032系列Flash里有JEDEC标准复位。

ATXP032数据手册里关于JEDEC标准复位相关时序要求如下,进入JEDEC复位后需要 tXUDPD 时间来恢复。

2.2 软件复位命令时序

Flash数据手册命令集里通常都可以找到reset相关命令。在IS25WP128数据手册里我们可以找到如下软复位时序,它由0x66(RSTEN)和0x99(RST)命令组合完成,主芯片发完该命令组合后,Flash即进入复位状态。

IS25WP128软件复位最大需要100us的恢复时间,在恢复期间内对Flash进行读写擦操作并不会生效。

三、具体实现

本章节描述的方法,如果是在App里(这里均指XIP App)完成,那么App里增加的相关处理代码(注意是执行到的全部代码)需要是 ramfunc 属性(即运行在内部RAM里),这样操作Flash时可以不受限制。此外代码运行前需要把全局中断关掉,防止执行过程中有中断触发,导致Flash里的相关IRQHandler函数被执行。

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

    // 处理代码,使Flash返回到Normal模式

    NVIC_SystemReset();
}

3.1 仅ROM方面做相关处理

我们先仅从ROM单方面角度来解决问题,可以先看下痞子衡之前的旧文 《了解i.MXRT1060系列ROM中串行NOR Flash启动初始化流程优化点》 里的2.3节。部分i.MXRT型号ROM里在串行NOR Flash启动流程里集成了JEDEC标准复位。

如果要利用ROM里集成的JEDEC标准复位功能,则Flash本身必须支持JEDEC标准复位。本系列示例主芯片i.MXRT1170的fusemap表里关于JEDEC_RESET的相关定义如下,所以我们需要将fuse 0xC80[6]位烧写为1。

3.2 仅App方面做相关处理

上一小节里的方法先决条件是Flash要支持JEDEC标准复位,但实际客户项目中选型的Flash往往没有集成JEDEC标准复位。所以我们更多应该在厂商定义的软复位命令上做文章,这就要从App方面的角度来解决问题了。

IS25WP128数据手册里找到如下两个关于reset的命令,reset_flash_to_normal() 函数里只需要按序发送这两个命令,并且延时等够软复位恢复时间即可。

代码可以基于 \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,并新增如下代码:

#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);

    // 这里需要插入足够的延时
    SDK_DelayAtLeastUs(100, SystemCoreClock);
    
    NVIC_SystemReset();
}

为了保证上述代码均执行在RAM里,工程链接文件里(以IAR示例)需做如下改动:

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联合处理

关于ROM和App联合处理角度,在复位命令这个切入点上并没有什么优势,此处略去。

至此,i.MXRT上使能NOR Flash的Continuous read模式在软复位后无法正常启动问题的解决经验痞子衡便介绍完毕了,掌声在哪里~~~

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