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飛思卡爾i.MX RTyyyy系列MCU的Boot配置。
在上一篇文章 Boot簡介 里痞子衡為大家介紹了Boot基本原理以及i.MXRTyyyy Boot方式簡介。今天痞子衡就來重點(diǎn)聊一聊i.MXRTyyyy Boot方式具體由哪些配置決定的。
無論是什么芯片里的BootROM，其最核心的功能無非兩個(gè)：一、從存放Application的存儲(chǔ)器中加載執(zhí)行；二、通過支持的通信接口接收來自Host的Application數(shù)據(jù)完成更新，所以Boot配置也主要圍繞這兩個(gè)核心功能。
一、Boot行為模式選擇
BOOT_MODE[1:0] pin是決定i.MXRTyyyy Boot行為的最頂層配置，但是與上一篇文章里介紹的Kinetis/LPC/STM32 Boot Mode配置不同的是，i.MXRTyyyy上電永遠(yuǎn)是從ROM里開始啟動(dòng)，此處的BOOT_MODE[1:0]決定的僅是BootROM程序的不同行為模式（執(zhí)行代碼分支），而Kinetis/LPC/STM32 Boot Mode側(cè)重的是決定CPU從ROM還是FLASH里啟動(dòng)。
1.1 BOOT_MODE[1:0] Pinout
下表是BOOT_MODE相關(guān)pinout信息，可在參考手冊的External Signals and Pin Multiplexing章節(jié)中找到?！ .MXRT105x / i.MXRT106x pinout：
i.MXRT102x pinout：
1.2 BMOD[1:0]三種模式
BOOT_MODE[1:0] pin狀態(tài)是在POR_B pin上沿時(shí)被自動(dòng)采樣存儲(chǔ)在芯片內(nèi)部的寄存器SRC->SBMR2[25:24]中的，這兩個(gè)bit也叫BMOD[1:0]，BootROM其實(shí)是根據(jù)BMOD[1:0]的值來決定Boot行為的。（注意：如果改變了BOOT_MODE[1:0] pins的輸入狀態(tài)而使用ONOFF pin（RESET_B）去軟復(fù)位，Boot行為并不會(huì)改變，因?yàn)锽MOD[1:0]值并未改變）。
從上述Boot MODE pin settings表中我們可以知道，除了BMOD[1:0]=2'b11這種情況是reserved之外，其余三種情況對(duì)應(yīng)三種Boot行為，痞子衡為大家逐一分析，先從最簡單的行為模式（Serial Downloader）說起。
1.2.1 Serial Downloader模式（UART/USB-HID）
Serial Downloader模式顧名思義即串行下載模式，在這種模式下，BootROM通過指定的USB或者UART口來接收來自Host（恩智浦提供了上位機(jī)工具sdphost.exe或者mfgtool或者M(jìn)CUBootUtility）的Application數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SRAM中執(zhí)行，這種模式其實(shí)就是從SRAM啟動(dòng)，但是如果用這種模式去Boot Application缺點(diǎn)很明顯，每次上電都需要將Application重新下載進(jìn)SRAM，無法做到脫機(jī)自動(dòng)Boot，所以顯然這種模式的主要目的并不是從SRAM啟動(dòng)Application，那它到底有什么用？ 其實(shí)Serial Downloader模式主要是用來從SRAM中啟動(dòng)Flashloader，恩智浦官方提供了Flashloader程序，F(xiàn)lashloader程序可以用來將你的Application下載進(jìn)i.MXRTyyyy支持的所有外部非易失性存儲(chǔ)器中，為后續(xù)從外部存儲(chǔ)器啟動(dòng)做準(zhǔn)備。除此以外Serial Downloader模式還可以用來查看Fuse值。 關(guān)于Serial Downloader模式以及Flashloader具體如何應(yīng)用，痞子衡會(huì)在下一篇文章里進(jìn)一步介紹。
1.2.2 Boot From Fuses模式
Boot From Fuses模式從名字來看其實(shí)會(huì)讓人誤解，這個(gè)模式并不是從Fuse里加載Application啟動(dòng)的意思，而是根據(jù)Fuse里的一些Boot配置值來決定從哪個(gè)外部存儲(chǔ)器Boot。Fuse是i.MXRTyyyy里一塊特殊的存儲(chǔ)區(qū)域，用于存放全部芯片配置信息，其中有一部分配置信息和Boot相關(guān)。
在參考手冊Fusemap這一章節(jié)，可以看到完整的Fuse Map表，其中偏移0x460處的32bit配置數(shù)據(jù)的bit4是BT_FUSE_SEL，這個(gè)bit至關(guān)重要，決定了Boot From Fuses模式的主要行為，具體表現(xiàn)如下：
BT_FUSE_SEL=0：表明所有外部存儲(chǔ)器中均沒有Application，此時(shí)Boot From Fuses模式等同于Serial Downloader模式。
BT_FUSE_SEL=1：表明有外部存儲(chǔ)器中存在有效Application，此時(shí)BootROM會(huì)根據(jù)Fuse中其他Boot配置信息進(jìn)一步選擇指定的外部存儲(chǔ)器（Boot Device）去Boot。關(guān)于Fuse中其他Boot配置信息，文章后面痞子衡會(huì)繼續(xù)講。
1.2.3 Internal Boot模式（Serial NOR/NAND、Parallel NOR/NAND、SD/eMMC、1bit Recovery SPI NOR）
Internal Boot模式其實(shí)跟Boot From Fuses模式（BT_FUSE_SEL=1時(shí)）很類似，只是這個(gè)模式下BT_FUSE_SEL的意義有點(diǎn)不同，具體表現(xiàn)如下：
BT_FUSE_SEL=0：BootROM根據(jù)BOOT_CFG[x:0] pins和Fuse中Boot配置綜合決定Boot Device，其中BOOT_CFG[x:0] pins的配置會(huì)覆蓋Fuse中意義相同的Boot配置信息。
BT_FUSE_SEL=1：BootROM完全根據(jù)Fuse中Boot配置信息選擇指定的Boot Device去Boot。我們可以通過更改BOOT_CFG[x:0] pins輸入狀態(tài)來切換Boot配置，這部分Boot配置在Fuse里也同樣存在，但是使用BOOT_CFG[x:0]來更改Boot配置顯然比燒寫Fuse更方便快捷（也可以認(rèn)為BOOT_CFG[x:0]主要用于產(chǎn)品開發(fā)過程中，待產(chǎn)品開發(fā)結(jié)束后，應(yīng)直接用Fuse來鎖定Boot配置）。關(guān)于BOOT_CFG[x:0] pin具體提供哪些Boot配置，文章后面痞子衡會(huì)繼續(xù)講。
二、Boot Device類型選擇
前面痞子衡講了，無論是Boot From Fuses模式還是Internal Boot模式，最終目的都是為了選擇合適的Boot Device加載啟動(dòng)，那么Boot Device到底如何確定？主要取決于BOOT_CFG[x:0] pin以及Fuse里的BOOT_CFG1位?！ ?/p>
BOOT_CFG[x:0] pin（在RT105x/RT106x上是12bit，在RT102x上是10bit）跟Boot Device選擇相關(guān)的是BOOT_CFG[7:4]這4個(gè)bit，對(duì)應(yīng)Fuse里是偏移0x450處32bit配置數(shù)據(jù)里的bit4-7(也叫BOOT_CFG1[7:4])，本小節(jié)主要介紹的是BOOT_CFG1[7:4]。
2.1 BOOT_CFG[x:0] Pinout
下表是BOOT_CFG相關(guān)pinout信息，可在參考手冊的External Signals and Pin Multiplexing章節(jié)中找到?！ .MXRT105x / i.MXRT106x pinout：
i.MXRT102x pinout：
2.2 BOOT_CFG1[7:4]六種Device
BOOT_CFG1[7:4]用于選擇具體Boot Device，無論是RT105x/RT106x還是RT102x，它們支持的外部存儲(chǔ)器種類是一樣的，但是這里的具體配置值兩個(gè)芯片上稍稍有些區(qū)別（主要是SD和SEMC NAND不一樣）?！ ?/p>
下表是BOOT_CFG1[7:4]具體配置值信息，可在參考手冊的Fusemap章節(jié)中找到?！ ?/p>
i.MXRT105x / i.MXRT106x device selection：
i.MXRT102x device selection：
三、Boot Device具體配置
當(dāng)Boot Device已經(jīng)確定之后，底下就是配置該Device具體屬性了。假設(shè)我們選擇了Serial NOR FLASH，但是Serial NOR只是一類FLASH的統(tǒng)稱，市面上有非常多的Serial NOR芯片，每個(gè)芯片特性可能不完全一樣，那么BootROM怎么知道這些不同的Serial NOR芯片的特性呢？還是通過BOOT_CFG[x:0] pin和Fuse來指定。
3.1 BOOT_CFG[x:0]
BOOT_CFG[x:0] pin其實(shí)是跟Fuse里是偏移0x450處32bit配置數(shù)據(jù)里的bit0-x是對(duì)應(yīng)的。
BOOT_CFG[7:0] pin對(duì)應(yīng)的是Fuse BOOT_CFG1[7:0]
BOOT_CFG[x:8] pin對(duì)應(yīng)的是Fuse BOOT_CFG2[x-8:0]
前面講過BOOT_CFG1[7:4]是用來確定Boot Device類型的，其余bit就是用來配置當(dāng)前選擇的Boot Device的具體信息，因此不同的Boot Device，這些bit的意義是不一樣的。具體在Fuse里統(tǒng)一介紹。
3.2 eFUSE map
前面講過，F(xiàn)use是i.MXRTyyyy里一塊特殊的存儲(chǔ)區(qū)域，用于存放全部芯片配置信息，其中有一部分區(qū)域分配給Boot。參考手冊的Fusemap章節(jié)中可見所有bit具體定義，這里痞子衡僅貼出一部分用于示例：
從上表中我們可以看到i.MXRT105x上BOOT_CFG1，BOOT_CFG2共16bit的完整定義，除了BOOT_CFG1[7:4]前面已經(jīng)介紹過之外，從其余bit的定義來看，確實(shí)是與具體Boot Device屬性相關(guān)的?！ ?/p>
這些Boot相關(guān)的Fuse定義，在這里逐一解釋意義不大，需要結(jié)合具體Boot Device一起來看，痞子衡后續(xù)會(huì)在介紹每個(gè)Boot Device啟動(dòng)的文章里再進(jìn)一步分析。
至此，飛思卡爾i.MX RTyyyy系列MCU的Boot配置痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~