痞子衡嵌入式：恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU硬件那些事（2.3）- 串行NOR Flash下載算法(J-Link工具篇)

怡紅公子0526 2022-06-01 發(fā)布于北京

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　　大家好，我是痞子衡,，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子,。今天痞子衡給大家介紹的是J-Link工具下i.MXRT的串行NOR Flash下載算法設(shè)計。

　　在i.MXRT硬件那些事系列之《在串行NOR Flash XIP調(diào)試原理》一文中,，痞子衡簡單提了一下串行NOR Flash下載算法的概念,，并沒有介紹具體設(shè)計細節(jié),，關(guān)于NOR Flash下載算法每個IDE/工具都有自己的一套設(shè)計，雖然基本設(shè)計理念是一樣的,，但是細節(jié)方面還是有區(qū)別,，今天痞子衡就來細聊J-Link下的NOR Flash下載算法：

一,、J-Link各版本對i.MXRT的支持

　　從Segger官網(wǎng)上看,，目前最新的J-Link驅(qū)動版本是V6.86b，其能夠支持目前所有已量產(chǎn)的i.MXRT系列,，而痞子衡PC上安裝的是V6.52e,，從 J-Link歷史各版本Release Note 上看，痞子衡目前的J-Link版本不支持全部i.MXRT型號,，那么如果想要支持新芯片（比如i.MXRT1170）,，是不是一定要重新安裝最新J-Link呢？其實未必,！

版本	發(fā)布時間	支持芯片
V6.84	2020-09-04	i.MXRT1024
V6.64	2020-03-13	i.MXRT1170
V6.60	2019-12-16	i.MXRT1010
V6.46	2019-05-23	i.MXRT500,、i.MXRT600
V6.44	2019-03-01	i.MXRT1015
V6.40	2018-10-26	i.MXRT1064
V6.34	2018-08-07	i.MXRT1060
V6.32	2018-04-20	i.MXRT1050,、i.MXRT1020

　　J-Link對新MCU型號的下載支持并不是與自身版本嚴格綁定的,，其增加新芯片的方式很靈活，只需要按要求添加相應(yīng)的算法文件即可,，這樣我們可以不必等待Segger的正式發(fā)布,。

二,、為當前J-Link增加新i.MXRT型號支持

　　關(guān)于增加i.MXRT新型號的支持,，痞子衡之前寫過一篇文章《輕松為i.MXRT設(shè)計更新Segger J-Link Flash下載算法文件》，簡介了如何為v.6.52e版本新增i.MXRT600的支持（那篇文章其實有點疏忽,，v6.52版本已經(jīng)開始支持i.MXRT600,，直接集成進JLinkARM.dll中了，沒有顯式地放在JLinkDevices.xml文件中）,。

　　為當前J-Link驅(qū)動增加新i.MXRT型號支持,，其實就是在 \SEGGER\JLink_V652e\JLinkDevices.xml 文件中按模板添加一些代碼，至于那些代碼是什么含義,，在 \SEGGER\JLink_V652e\Doc\Manuals\UM08001_JLink.pdf 文檔的 Chapter 12 Open Flashloader 有詳細解釋,。

　　讓我們試著分析 JLinkDevices.xml 文件中那些模板代碼的含義，且以最常見的 i.MXRT1060 型號為例：

<Device>
  <ChipInfo Vendor="NXP"
            Name="MIMXRT1062xxx6A"
            WorkRAMAddr="0x20000000"
            WorkRAMSize="0x00080000"
            Core="JLINK_CORE_CORTEX_M7"
            JLinkScriptFile="Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x.pex"
            Aliases="MIMXRT1062DVL6A" />
  <FlashBankInfo Name="QSPI Flash"
                 BaseAddr="0x60000000"
                 MaxSize="0x04000000"
                 Loader="Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x_QSPI.elf"
                 LoaderType="FLASH_ALGO_TYPE_OPEN" />
</Device>

　　模板代碼中參數(shù)主要分兩類：ChipInfo和FlashBankInfo,，前者描述算法適用的MCU芯片相關(guān)信息,，后者描述在該MCU上適用的Flash操作相關(guān)信息。

　　先說ChipInfo下的參數(shù)：Vendor和Name主要是創(chuàng)建J-Flash工程或者在IDE里在線下載時彈出J-Link選項框時用于確定選擇這個下載算法文件的標識,。Core用于指定MCU芯片內(nèi)核類型,。JLinkScriptFile指定開始啟用下載算法前需預加載的Jlink腳本（可以根據(jù)MCU特性做一些特殊的初始化工作,，比如RT600的Debug Mailbox激活，RT1170的雙核切換等）,。Aliases就是Name的詳細展開,。

　　ChipInfo下最重要的兩個參數(shù)其實是WorkRAMAddr和WorkRAMSize，它們指明了下載算法(某種elf格式文件)被加載進MCU內(nèi)部SRAM執(zhí)行的區(qū)域,，這兩個參數(shù)值與MCU型號息息相關(guān),，必須是合法有效的，但可以不唯一,。后面的文章里痞子衡會介紹下載算法設(shè)計原理,，其最重要的特性是Read-Only Position Independent和Read-Write Position Independent，即下載算法本身不是固定地址鏈接,，而是位置無關(guān)鏈接,，算法代碼機器碼是可以被放到任意地址去執(zhí)行的。

　　再說FlashBankInfo下的參數(shù)：Name標明下載算法適用的Flash類型（FlashBankInfo可以有多個,，對應(yīng)不同F(xiàn)lash的下載算法）,。BaseAddr和MaxSize標明該Flash在MCU系統(tǒng)內(nèi)存映射中的地址范圍，主要用于后續(xù)XIP調(diào)試,，跟下載關(guān)系不大,。Loader和LoaderType則指明下載算法文件位置和類型，這是核心,，對于新i.MXRT型號的下載支持,，大部分工作其實就是提供合適的Loader。

三,、NOR Flash下載算法設(shè)計

　　前面講了J-Link對于新i.MXRT型號的下載支持，其實就是提供合適的Loader文件,，Loader文件的設(shè)計是核心,，那么J-Link的Loader到底是怎么設(shè)計的呢？這得先從理解LoaderType這個參數(shù)說起,。

　　搜遍整個UM08001_JLink文檔,，LoaderType僅有一個值，即FLASH_ALGO_TYPE_OPEN,，文檔里的解釋是使用公開的Flashloader算法設(shè)計,，這個公開的Flashloader指的是ARM官方的基于CMSIS的Flashloader。

　　ARM開源的Flashloader算法屬于CMSIS-Pack 中的 Device Family Pack (DFP) 里的一個組成部分,，它本來是專用于Keil MDK下的,，但是Segger為了保持其J-Link工具鏈的通用性，選擇了與ARM Flashloader的API接口保持一致,，這意味著Keil MDK與J-Link兩者的下載算法文件基本是可以交換使用的（當然設(shè)計上有一點小區(qū)別,，后面文章會介紹）,。

　　鑒于Segger并沒有開源其下載算法源碼，因此我們無法得知其J-Link自帶的下載算法文件具體是怎么實現(xiàn)（例如Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x_QSPI.elf）,，雖然我們可以根據(jù)每次的J-Link驅(qū)動版本更新時的記錄得知其動態(tài),，但總覺得是個黑盒子。

Version V6.80d
  DLL 3.NXP RT106x: Flash programming >= 8 MB failed. Fixed.

Version V6.80c
  DLL 1.NXP RT106x: QSPI programming failed under specific circumstances. Fixed.

Version V6.70
  DLL 19.NXP RT106x: QSPI programming did not work for some already supported flashes. Fixed.

Version V6.62b
  DLL 9.NXP iMXRT106x: (Q)SPI flash programming did not work when using Adesto ATXP064 as external flash. Fixed.

Version V6.60
  DLL 1.Added flash programming support for NXP MIMXRT1062DVJ6A (QSPI flash).

Version V6.40b
  DLL 4.Fixed clock restore settings within programming algorithms for iMXRT105x and iMXRT106x QSPI-FLASH and HyperFLASH series devices.

Version V6.34
  DLL 8.Added QSPI-Flash programming support for NXP i.MX RT106x series devices.

　　下一篇文章,，痞子衡將帶大家深入探究Keil MDK下的下載算法設(shè)計,，了解了這個MDK下載算法，我們便可以自己為J-Link設(shè)計下載算法,，從此再也不用擔心黑盒子,。

　　至此，J-Link工具下i.MXRT的串行NOR Flash下載算法設(shè)計痞子衡便介紹完畢了,，掌聲在哪里~~~