MCX產(chǎn)品系列是恩智浦憑借20多年來(lái)業(yè)界領(lǐng)先的Kinetis和LPC產(chǎn)品的實(shí)力，推出的新一代可擴(kuò)展、安全且以開(kāi)發(fā)人員為中心的微控制器。MCX產(chǎn)品基于ArmCortex-M內(nèi)核，采用一系列核心技術(shù)，支持廣泛的工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。MCX作為新一代帶閃存的32位微控制器，提供了更強(qiáng)的產(chǎn)品功能，存儲(chǔ)可擴(kuò)展性，且封裝選項(xiàng)廣泛。簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)為智能邊緣提供了最佳啟用和智能外圍設(shè)備，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、無(wú)線(xiàn)、語(yǔ)音、電機(jī)控制、模擬等。

MCX N94x是其中一款典型產(chǎn)品，具有靈活串行外設(shè)接口(FlexSPI)的控制器，支持外接存儲(chǔ)器。外部flash儲(chǔ)存容量大、靈活性高，且相對(duì)獨(dú)立于主芯片的更換或升級(jí)，且具有較高的可靠性和壽命，但是與內(nèi)部flash相比，其配置和使用是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)于初次使用的用戶(hù)還是會(huì)有很大的阻礙，因此本文將會(huì)手把手教你配置外部NOR Flash的啟動(dòng)和燒寫(xiě)。

操作流程

本文以FRDM-MCXN947為例詳細(xì)講解如何配置外部flash的啟動(dòng)和燒寫(xiě)，主要包含以下三部分內(nèi)容：

流程一：配置外部 Flash 啟動(dòng)

流程二：基于 MCUXpresso IDE 創(chuàng)建外部 Flash 工程

流程三：燒寫(xiě)到外部 Flash

硬件：FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板

軟件：BlhostMCUXpresso IDE v11.8.1

流程一：配置外部Flash啟動(dòng)

（一）配置注意事項(xiàng)

配置MCXN947從外部flash啟動(dòng)的關(guān)鍵在于配置CMPA。CMPA是芯片內(nèi)的一塊可編程區(qū)域，也可以理解為芯片中的一塊特殊flash，通過(guò)配置CMPA中BOOT_CFG[bits 31:0]->BOOT_SRC(bits 1:0)，定義如下：

BOOT_SRC(bits 1:0)=

00/11:Internal flash

01:FlexSPI-A flash XIP image

10:Secondary Boot loader in Bank1 IFRO (32KB).

此處我們應(yīng)配置為BOOT_CFG[bits 1:0]=0x01，手冊(cè)要求設(shè)置高16位BOOT_CFG[bits 31:16]=0x5963，其他位默認(rèn)為0x00。配置完成后bootROM會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)外部FlexSPI NOR flash啟動(dòng)。CMPA文件cmpa_flexspi.bin大小為512byte，存放在blhost.exe同一目錄下，內(nèi)容如下圖：

（二）具體配置方法

我們可以使用兩種方法配置CMPA：blhost工具或者使用API函數(shù)。

第一種方法： 使用blhost配置CMPA

1.進(jìn)入ISP模式：按住FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板上SW3(ISP鍵)=>按住釋放SW1(RESET鍵)=>釋放SW3。

2.使用CMD命令打開(kāi)blhost.exe。

3.命令行輸入“blhost -p com11 -- get-property 1”檢查是否成功進(jìn)入ISP模式，進(jìn)入ISP模式后，顯示如下圖：

4.將配置好的CMPA文件“cmpa_flexspi.bin”寫(xiě)入CMPA，CMPA區(qū)域的起始地址是從0x1004000開(kāi)始的。在命令窗輸入“blhost -p com11write-memory0x1004000 cmpa_flexspi.bin”，成功寫(xiě)入顯示如下圖：

5.通過(guò)命令窗輸入“blhost -p com11 read-memory 0x1004000 0x100”還可以讀出寫(xiě)入的內(nèi)容，以確保正確寫(xiě)入，如下圖：

6.成功配置CMPA從外部flash啟動(dòng)，按RESET鍵重啟。

第二種方法：使用API：ffr_cust_factory_page_writ配置CMPA

ffr_cust_factory_page_write(config, page_data, seal_part);

該API用于將CMPA數(shù)據(jù)寫(xiě)入CMPA區(qū)域，使用時(shí)需注意應(yīng)該在flash_init()和ffr_init()之后調(diào)用，包含了三個(gè)參數(shù)，芯片手冊(cè)中對(duì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，如下圖：

config：指向內(nèi)存中flash_config_t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行時(shí)狀態(tài)。

page_data：指向用戶(hù)存放cmpa數(shù)據(jù)的指針。

seal_part：如果設(shè)置為true或page_data包含非零CMAC數(shù)據(jù)，則計(jì)算CMPA CMAC并將其編程到CMPA區(qū)域。

詳細(xì)代碼請(qǐng)查看附件。

流程二：基于MCUXpresso IDE創(chuàng)建外部Flash工程

外部flash和內(nèi)部flash工程配置有些不同，以MCUXpresso創(chuàng)建的工程為例進(jìn)行介紹，其它IDE同理。

（一）注意事項(xiàng)

創(chuàng)建外部flash啟動(dòng)的工程，有兩種情況，一種是在工程中配置FCB，另一種是在工程中并沒(méi)有配置FCB。不同的情況對(duì)應(yīng)不同的燒寫(xiě)方法。

（二）具體情況

第一種情況：工程中包含F(xiàn)CB

步驟1：配置FCB

步驟2：配置外部flash地址

當(dāng)我們基于MCXN947芯片創(chuàng)建一個(gè)新工程時(shí)，默認(rèn)放在內(nèi)部flash（起始地址0x0）,需要根據(jù)外部flash實(shí)際地址和大小進(jìn)行配置，此處起始地址和空間大小如下圖：

第二種情況：工程中不包含F(xiàn)CB:

流程三：燒寫(xiě)到外部Flash

通過(guò)上面兩部分流程，外部flash啟動(dòng)和工程配置完畢，現(xiàn)在只需要把程序下載到外部flash中，程序就可以在外部flash啟動(dòng)運(yùn)行起來(lái)。有兩種下載方式,一種是使用blhost燒寫(xiě)，另一種是使用IDE燒寫(xiě)。

第一種方法：使用blhost燒寫(xiě)

（一）注意事項(xiàng)

通過(guò)blhost向外部flash燒寫(xiě)程序分為兩種情況：

第一種是工程中沒(méi)有配置FCB(不包含F(xiàn)CB的image)，我們需要通過(guò)blhost對(duì)Flexspi接口以及FCB進(jìn)行配置，配置完成后再將image寫(xiě)入flash；第二種是在工程內(nèi)配置了FCB,我們只需要在配置Flexspi接口后，直接把程序?qū)懭雈lash（寫(xiě)入命令“flash-image xx.s19”），不需要配置FCB，此處必須使用SREC格式（xx.s19）或者.hex鏡像文件。

（二）具體步驟

第一步：打開(kāi)blhost命令窗

在blhost.exe文件夾下啟動(dòng)cmd，打開(kāi)命令窗口。如下圖：

第二步：進(jìn)入ISP模式

前面我們已經(jīng)配置好了CMPA，可以直接進(jìn)入ISP模式，進(jìn)行以下操作：按住SW3(ISP鍵)=>按住釋放SW1(RESET鍵)=>釋放SW3。

第三步：配置FlexSPI接口

分為以下兩步：

1.在Blhost命令行輸入“blhost -p com11 fill-memory 0x20020000 4 0xc0000001”，運(yùn)行成功顯示如下圖：

2.在Blhost命令行輸入“blhost -p com11configure-memory 0x9 0x20020000”，運(yùn)行成功顯示如下圖：

第四步：配置FCB

注意：如果工程中已經(jīng)配置了FCB，則不需要執(zhí)行此步，直接跳到第五步。

分為以下三步：

1.在Blhost命令行輸入“blhost -p com11 flash-erase-region 0x80000000 0x10000”，對(duì)外部flash進(jìn)行擦除，運(yùn)行成功顯示如下圖：

2.在Blhost命令行輸入“blhost -p com11 fill-memory 0x20020000 4 0xf000000f”，運(yùn)行成功顯示如下圖：

3.在Blhost命令行輸入“blhost -p com11 configure-memory 0x9 0x20020000”，運(yùn)行成功顯示如下圖：

第五步：將目標(biāo)二進(jìn)制文件下燒寫(xiě)到FlexSPI NOR flash中

(一)注意事項(xiàng)

如果工程中沒(méi)有配置FCB，執(zhí)行方法1，如果配置了FCB，執(zhí)行方法2.

(二)具體方法

方法1：

把生成的.bin文件通過(guò)blhost“write-memory”進(jìn)行寫(xiě)入。

在Blhost命令行輸入

“blhost -p com11 write-memory 0x80001000 MCXN947_Project.bin”命令成功顯示如下圖：

方法2：

在blhost命令行輸入“blhost -p com11 -- flash-imagefrdmmcxn947_hello_world_qspi_xip.s19”，成功顯示如下圖：

第六步：完成下載后，重新啟動(dòng)。

按下RESET，重新啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板，燒寫(xiě)到外部flash中的程序就啟動(dòng)運(yùn)行。

第二種方法：MCUXpresso IDE一鍵下載

注意事項(xiàng)：此種方法只用于工程中配置了FCB的情況。

本節(jié)我們以官方demo“frdmmcxn947_hello_world_qspi_xip工程為例”，

從該工程中我們可以看到在“source”文件夾中的“mcxn_flexspi_nor_config.c”文件，里面對(duì)FCB進(jìn)行了詳細(xì)的配置，包含了對(duì)QSPI以及LUT的配置，如下圖：

第一步：配置下載算法

FCB是放在flash偏移地址0X08000400開(kāi)始用于FlexSPI NOR boot的頭代碼，在“MCU settings”我們可以看到QSPI_FLASH以及QSPI_FCB的起始地址及其大小，如下圖：

“Driver”->“MCXN9xx_SFDP_FlexSPI.cfx”是MCXN9xx系列芯片的外部flash下載算法文件，通過(guò)該下載算法IDE可以直接將程序下載到外部flash。對(duì)于不同的芯片在MCUXpresso IDE中，我們可以點(diǎn)擊“MCXN9xx_SFDP_FlexSPI.cfx”出現(xiàn)“…”按鈕，打開(kāi)就可以看到不同芯片的下載算法文件了，如下圖：

MCUXpresso IDE默認(rèn)自帶了非常多的flash下載算法，文件后綴名是.cfx。即使是同一顆芯，可以看到其有多個(gè).cfx可選，這分別對(duì)應(yīng)了不同的flash種類(lèi)以及與主芯片連接端口。

第二步：下載程序

點(diǎn)擊編譯那妞，編譯成功后，點(diǎn)擊“GUI Flash Tool”燒寫(xiě)，如下圖：

成功燒寫(xiě)后，如圖：

小結(jié)

綜上，本文詳細(xì)講解了MCXN947外部flash的啟動(dòng)配置，并通過(guò)blhost和MCUXpresso IDE都可以成功的將程序燒寫(xiě)到外部flash。在用blhost工具下載時(shí)，需要注意工程中是否配置了FCB，下載步驟會(huì)有所不同。

作者：Alice Yang

恩智浦致力于打造安全的連接和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，為智慧生活保駕護(hù)航。