[嵌入式] 痞子衡嵌入式：了解i.MXRTxxx系列ROM中灵活的串行NOR Flash启动硬复位引脚选择

　　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.MXRTxxx系列ROM中灵活的串行NOR Flash启动硬复位引脚选择。

　　关于 i.MXRT 系列 BootROM 中串行 NOR Flash 启动流程，痞子衡写过一篇非常详细的文章《深入i.MXRT1050系列ROM中串行NOR Flash启动初始化流程》，这篇文章主要针对 i.MXRT1xxx 四位数系列，但基本上也适用 i.MXRTxxx 三位数系列，仅一些细节处有区别。

　　在串行 NOR Flash 热启动过程中(非首次上电复位，而是单纯系统软复位 NVIC_SystemReset)，有很多场景下均需要先复位一下 Flash ，将其恢复到默认的 Normal 模式，然后 Flash 才能被 BootROM 正常启动。这些场景包括 Flash 在上次系统运行时被配置到了某种特殊运行模式(QSPI 进入 Continuous Read 或者 QPI 模式，Octal Flash 进入 OPI 模式等)，或者直接进到了低功耗模式(Deep Power Down)。

　　本文就是介绍利用 BootROM 里集成的 Flash 硬复位功能来完成 Flash 复位操作。闲话少叙，进入正文：

备注1：本文主要针对已量产的 i.MXRT500/600 。
备注2：本文仅适用那些包含独立 RESET# 引脚的 Flash。

一、BootROM中实现

　　在《深入i.MXRT1050系列ROM中串行NOR Flash启动初始化流程》一文的 2.1 节里，我们知道在 i.MXRT1xxx 四位数系列 BootROM 里同样集成了 Flash 硬复位功能，但是用于连接 Flash RESET# 引脚的 GPIO 是固定的(i.MXRT1050 上是GPIO1[9]，i.MXRT1170 上是GPIO4[3] / GPIO2[8])，这对 PCB 设计有一定限制，如果被指定的 GPIO 在项目设计里有不可替代的功能，那只能放弃 BootROM 里这个 Flash 复位功能了。

　　鉴于 i.MXRT1xxx 里 GPIO 指定不够灵活的缺陷，恩智浦 ROM 小组在 i.MXRTxxx 系列里做了改进，我们来看 i.MXRT600 的 fusemap 表，其中 BOOT_CFG[1] 里关于 QSPI_RESET_PIN 定义如下：

　　我们看到了 3bit GPIO_PORT (0-7) 和 5bit GPIO_PIN_NUM (0-31) 设置，有了这个设置，用于连接 Flash RESET# 引脚的 GPIO 选择就非常灵活了，基本可以涵盖所有 GPIO，因此项目 PCB 设计里只要随便找一个空闲的 GPIO 连到 Flash RESET# 引脚即可。

　　该功能在 BootROM 里实现代码大概如下：

const clock_ip_name_t k_GpioClocks[8] = { kCLOCK_HsGpio0, kCLOCK_HsGpio1, kCLOCK_HsGpio2, kCLOCK_HsGpio3,
                                          kCLOCK_HsGpio4, kCLOCK_HsGpio5, kCLOCK_HsGpio6, kCLOCK_HsGpio7 };

const RSTCTL_RSTn_t k_GpioResets[8] = { kHSGPIO0_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO1_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO2_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO3_RST_SHIFT_RSTn, 
                                        kHSGPIO4_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO5_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO6_RST_SHIFT_RSTn, kHSGPIO7_RST_SHIFT_RSTn};

if (OCOTP->OTP_SHADOW[0x61] & 0x400)
{
    // Initialize Reset Pin
    uint32_t portInstance = (OCOTP->OTP_SHADOW[0x61] & 0x3800) >> 15;
    uint32_t gpioInstance = (OCOTP->OTP_SHADOW[0x61] & 0x7c000) >> 18;

    // Enable Clock before accessing registers
    CLOCK_EnableClock(k_GpioClocks[portInstance]);
    RESET_PeripheralReset(k_GpioResets[portInstance]);

    // Configure the port to GPIO mode with pull-up resistor enabled.
    IOPCTL->PIO[portInstance][gpioInstance] = IOPCTL_PIO_FSEL(0) | IOPCTL_PIO_PUPDENA(1) | IOPCTL_PIO_PUPDSEL(1) | IOPCTL_PIO_FULLDRIVE(1);
    GPIO->DIRSET[portInstance] = (1u << gpioInstance);

    // High
    GPIO->SET[portInstance] = (1u << gpioInstance);
    flexspi_sw_delay_us(250);
    // Low
    GPIO->CLR[portInstance] = (1u << gpioInstance);
    flexspi_sw_delay_us(250);
    // High
    GPIO->SET[portInstance] = (1u << gpioInstance);
    flexspi_sw_delay_us(500);
}

二、在MIMXRT685-EVK上实践

　　我们现在在官方 MIMXRT685-EVK 上实测一下这个功能，EVK 上选用的 Flash 型号是旺宏的 MX25UM51345G，这颗 Flash 有独立的 RESET# 引脚(A4)，它被连到了主芯片的 PIO2_12 脚上。

　　要想激活 BootROM 中 Flash 硬复位功能需要烧写 eFuse(也可以写相应 OCOTP Shadow Register 来替代，Shadow Register 只在上电或者触发 OCOTP refresh 命令时从 eFuse 中加载一次值，其后即使软复位 Shadow Register 值也不丢失)，我们暂且用写 Shadow Register 方式来测试。

　　正好前段时间痞子衡在做 SBL 项目写了篇文章《在SBL项目实战中妙用i.MXRT1xxx里SystemReset不复位的GPR寄存器》，里面就有系统软复位需求，在支持 i.MXRT600 时就遇到了问题，因为第一次启动后 MIMXRT685-EVK 上的这颗 Octal Flash 被配置到了 OPI 模式，需要复位后才能再次被 BootROM 正常启动，所以我们直接就用上了 BootROM 里的 Flash 硬复位功能，代码很简单：

void isp_cleanup_enter(uint32_t flag)
{
    CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Rtc);
    RTC->CTRL &= ~RTC_CTRL_SWRESET_MASK;
    RTC->GPREG[0] = flag;

    // Reset Flash to normal mode by BootROM
    // QSPI_RESET_PIN_ENABLE = 1'b1, GPIO_PORT = 3'b010, GPIO_PIN_NUM = 5'b01100
    OCOTP->OTP_SHADOW[0x61] = 0x314000;
    __DSB();

    NVIC_SystemReset();
}

　　至此，i.MXRTxxx系列ROM中灵活的串行NOR Flash启动硬复位引脚选择痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~

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