【朝花夕拾】如何在RT4位FDCB中使能QE功能

  • 一， 文档简介
  • 二，FDCB 添加QE使能
    • 2.1 使用kDeviceConfigCmdType_QuadEnable
    • 2.2 使用kDeviceConfigCmdType_Generic
  • 三，测试FDCB QE使能结果
    • 3.1 QE使能关闭测试
    • 3.2 下载app FDCB 使能QE并测试
  • 四，附件

作者：火山

一， 文档简介

RT1XXX芯片需要接外部memory作为程序存储媒介，如果外部使用QSPI flash，通常会使用quad功能去读写代码，SDK代码也是基于quad去读取代码并启动。外部使用的QSPI flash，需要查看SFDP 是否满足包含JESD216B+以上版本，因为这种版本通常RT ROM会自动使能QE功能，但是对于JESD216B以下版本，需要命令方式去使能QE位，从而使能quad功能，否则FDCB的LUT定义的是quad读，但是新的芯片QE位没有使能，会导致程序启动失败。所以，对于新的芯片，需要使用命令方式先使能QE位，然后才可以使用quad功能去读写flash。然而，对于量产芯片，通常会直接下载好代码到QSPI flash，然后再从RT芯片启动，这个时候，额外使能QE位会导致工作量的增加，那么如何能够实现一次性烧录app代码到QSPI flash，并且能够直接使能QE并在RT4位芯片中boot呢？

下面就QSPI flash在JESD216B+以下版本的情况，在MIMXRT1170-EVK板子上讲解，如何使用FDCB添加QE使能的命令，来实现，即使QE位没有使能，也能利用FDCB使能QE并启动。

二，FDCB 添加QE使能

MIMXRT1170-EVK板子上的QSPI flash是IS25WP128，改芯片的QE位是状态寄存器的第6位，具体情况可以从QSPI芯片数据手册查看：

图1 QE位置 QE位是非易失性位，也就是对于新的芯片，默认是0，没使能quad模式，但是只要写过1之后，就无需再次置位。

下面给出FDCB使能QE位的相关代码。

2.1 使用kDeviceConfigCmdType_QuadEnable

相关FDCB代码如下：

const flexspi_nor_config_t qspiflash_config = {.memConfig ={…
.deviceModeCfgEnable = 1u,.deviceModeType       = kDeviceConfigCmdType_QuadEnable,.deviceModeSeq       = {.seqNum = 1u, .seqId = 4},.deviceModeArg      = 0x40,
….lookupTable ={…//Write QE bit[4 * 4 + 0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x01, WRITE_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x1),…}，}，
}；

deviceModeCfgEnable 用于使能Device Mode 配置
deviceModeType定义deive mode类型为QE使能
deviceModeSeq定义device mode 配置的序列参数
deviceModeArg定义device mode的数据，0x40代表状态寄存器的第6位
lookupTable中定义写寄存器的LUT序列，主要是写状态寄存器。

2.2 使用kDeviceConfigCmdType_Generic

相关FDCB代码如下：

const flexspi_nor_config_t qspiflash_config = {.memConfig ={…
.deviceModeCfgEnable = 1u,.deviceModeType       = kDeviceConfigCmdType_Generic,.deviceModeSeq      = {.seqNum = 1u, .seqId = 4},.deviceModeArg      = 0x40,
….lookupTable ={…//Write QE bit[4 * 4 + 0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x01, WRITE_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x1),…}，}，
}；

deviceModeCfgEnable 用于使能Device Mode 配置
deviceModeType定义deive mode类型为常规配置
deviceModeSeq定义device mode 配置的序列参数
deviceModeArg定义device mode的数据，0x40代表状态寄存器的第6位
lookupTable中定义写寄存器的LUT序列，主要是写状态寄存器。

这里注意到，其实两种方法，唯一的区别就是deviceModeType，那么这里有个问题就是kDeviceConfigCmdType_Generic和kDeviceConfigCmdType_QuadEnable有什么区别？从代码的注释可以看到：

    kDeviceConfigCmdType_Generic,    //!< Generic command, for example: configure dummy cycles, drive strength, etckDeviceConfigCmdType_QuadEnable, //!< Quad Enable command

从操作方法完全一致，在和内部相关部门确认之后，确实kDeviceConfigCmdType_Generic也能使能QE功能，但是这个常规方式通常还支持一般的配置，比如dummy cycle, 引脚的驱动能力等。而kDeviceConfigCmdType_QuadEnable一般专门用于QE位的时候，所以推荐使用还是kDeviceConfigCmdType_QuadEnable。

三，测试FDCB QE使能结果

对于默认的MIMXRT1170-EVK的QSPI flash是使能了QE位功能，所以我们需要首先关闭QE功能并去测试FDCB使能QE后是否工作。

3.1 QE使能关闭测试

这里测试代码使用的是：SDK_2_13_10_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\driver_examples\flexspi\nor\polling_transfer
添加写状态寄存器第6位为0，并读回确认，相关API添加如下：

status_t flexspi_nor_disable_quad_mode(FLEXSPI_Type *base)
{flexspi_transfer_t flashXfer;status_t status;uint32_t writeValue = 0;//#if defined(CACHE_MAINTAIN) && CACHE_MAINTAINflexspi_cache_status_t cacheStatus;flexspi_nor_disable_cache(&cacheStatus);
#endif/* Write enable */status = flexspi_nor_write_enable(base, 0);if (status != kStatus_Success){return status;}/* Enable quad mode. */flashXfer.deviceAddress = 0;flashXfer.port          = FLASH_PORT;flashXfer.cmdType       = kFLEXSPI_Write;flashXfer.SeqNumber     = 1;flashXfer.seqIndex      = NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_WRITESTATUSREG;flashXfer.data          = &writeValue;flashXfer.dataSize      = 1;status = FLEXSPI_TransferBlocking(base, &flashXfer);if (status != kStatus_Success){return status;}status = flexspi_nor_wait_bus_busy(base);/* Do software reset. */FLEXSPI_SoftwareReset(base);#if defined(CACHE_MAINTAIN) && CACHE_MAINTAINflexspi_nor_enable_cache(cacheStatus);
#endifreturn status;
}
status_t flexspi_nor_QE_register(FLEXSPI_Type *base, uint32_t *QEvalue)
{/* Wait status ready. */bool isBusy;uint32_t readValue;status_t status;flexspi_transfer_t flashXfer;flashXfer.deviceAddress = 0;flashXfer.port          = FLASH_PORT;flashXfer.cmdType       = kFLEXSPI_Read;flashXfer.SeqNumber     = 1;flashXfer.seqIndex      = NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_READSTATUSREG;flashXfer.data          = &readValue;flashXfer.dataSize      = 1;do{status = FLEXSPI_TransferBlocking(base, &flashXfer);if (status != kStatus_Success){return status;}if (FLASH_BUSY_STATUS_POL){if (readValue & (1U << FLASH_BUSY_STATUS_OFFSET)){isBusy = true;}else{isBusy = false;}}else{if (readValue & (1U << FLASH_BUSY_STATUS_OFFSET)){isBusy = false;}else{isBusy = true;}}*QEvalue = readValue;} while (isBusy);return status;
}

在main中，测试流程为：
1）上电初始化后，读取状态寄存器值
2）使能QE位，读取状态寄存器值
3）关于QE位，读取状态寄存器值
代码如下：

PRINTF("Get the QE bit value before QE enable!\r\n");uint32_t QEvalue=0;status = flexspi_nor_QE_register(EXAMPLE_FLEXSPI, &QEvalue);if (status != kStatus_Success){return status;}PRINTF("QE=%X!\r\n",(uint8_t)QEvalue);/* Enter quad mode. */status = flexspi_nor_enable_quad_mode(EXAMPLE_FLEXSPI);if (status != kStatus_Success){return status;}PRINTF("Get the QE bit value after QE enable!\r\n");status = flexspi_nor_QE_register(EXAMPLE_FLEXSPI, &QEvalue);if (status != kStatus_Success){return status;}PRINTF("QE=%X!\r\n",(uint8_t)QEvalue);status = flexspi_nor_disable_quad_mode(EXAMPLE_FLEXSPI);if (status != kStatus_Success){return status;}PRINTF("Get the QE bit value after QE disable!\r\n");status = flexspi_nor_QE_register(EXAMPLE_FLEXSPI, &QEvalue);if (status != kStatus_Success){return status;}PRINTF("QE=%X!\r\n",(uint8_t)QEvalue);

测试结果如下：

图2 左图可以看到，刚上电，QE位是使能的，然后最后关闭QE，quad读取也会出错，说明最后quad实际已经关闭。右图是重新上电测试结果，可以发现，上电之后读取的QE也是关闭的。

3.2 下载app FDCB 使能QE并测试

准备app FDCB使能QE的代码，这里使用SDK中的led_blinky代码，FDCB修改为上述使能QE的情况，并予以下载测试。
准备的app有两种：分别为2.1， 2.2两种方法，生产的app为：
evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QE.bin
evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QEGEN.bin
为了保证下载的flashloader不使能QE从而影响测试结果，这里使用MCUBootUtility， FDCB使用单线方式下载代码，配置如下：

图3

下载evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QE.bin或者evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QEGEN.bin
到QSPI flash中：

图4 下载evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QE.bin或者evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QEGEN.bin成功后，返回到internal boot模式，启动，可以发现led已经闪烁，说明QE已经被使能并且工作。 下面再次跑QE位验证工程下载到RAM测试，结果如下：

图5 可以发现，上电后，QE位是使能的！ 所以，本文的方式最终可以实现使用FDCB添加QE位使能的功能

四，附件

  • 附件A
    附上blhost的批量.bat文件内容
blhost -t 5242000 -u 0x1FC9,0x013D -j -- get-property 1 0
sleep 10
blhost -t 5242000 -u 0x1FC9,0x013D -j -- load-image ivt_flashloader_user.bin
sleep 100
blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- get-property 1 0
sleep 10
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- fill-memory 0x20202000 4 0xcf900001 word
sleep 100
blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- configure-memory 9 0x20202000
sleep 100
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- write-memory 0x20202000 cfg_fdcb_RTxxx_1bit_sdr_flashA.bin
sleep 200
blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- configure-memory 9 0x20202000
sleep 100
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x1000 flexspiNorCfg.dat 9
sleep 200
blhost -t 2048000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- flash-erase-region 0x30000000 0x9000 9
sleep 200
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x1000 flexspiNorCfg.dat 9
sleep 200
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- write-memory 0x30000000 evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QE.bin 9
sleep 200
blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x9000 flexspiNorCfg.dat 9
sleep 200pause
  • 附件B
    .bat文件烧录log
C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x1FC9,0x013D -j -- get-property 1 0C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 10C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x1FC9,0x013D -j -- load-image ivt_flashloader_user.binC:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 100C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- get-property 1 0
{"command" : "get-property","response" : [ 1258424064 ],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 10C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- fill-memory 0x20202000 4 0xcf900001 word
{"command" : "fill-memory","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 100C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- configure-memory 9 0x20202000
{"command" : "configure-memory","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 100C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- write-memory 0x20202000 cfg_fdcb_RTxxx_1bit_sdr_flashA.bin
{"command" : "write-memory","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 50000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- configure-memory 9 0x20202000
{"command" : "configure-memory","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 100C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x1000 flexspiNorCfg.dat 9
{"command" : "read-memory","response" : [ 4096 ],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\KerryPC\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 2048000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- flash-erase-region 0x30000000 0x9000 9
{"command" : "flash-erase-region","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x1000 flexspiNorCfg.dat 9
{"command" : "read-memory","response" : [ 4096 ],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- write-memory 0x30000000 evkmimxrt1170_iled_blinky_cm7_FCB_QE.bin 9
{"command" : "write-memory","response" : [],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>blhost -t 5242000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- read-memory 0x30000000 0x9000 flexspiNorCfg.dat 9
{"command" : "read-memory","response" : [ 36864 ],"status" : {"description" : "0 (0x0) Success.","value" : 0}
}C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>sleep 200C:\--\IMXRTCode\Question\RT1170\flash\QSPI flash\FCB QE\kerry\app\cmd>pause

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