關於i.MXRT系列的eFuse/OTP，痞子衡之前在介紹Boot時寫過兩篇，分別是針對RT1050的《eFuse及其燒寫方法》和針對RT600的《OTP及其燒寫方法》，今天要介紹的i.MXRT1170 eFuse其實是這兩者的融合，在空間組織上(尤其是Shadow Register)更像RT105... ...
大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦i.MXRT1170的eFuse空間訪問可靠性保護策略。
關於i.MXRT系列的eFuse/OTP，痞子衡之前在介紹Boot時寫過兩篇，分別是針對RT1050的《eFuse及其燒寫方法》 和針對RT600的《OTP及其燒寫方法》，今天要介紹的i.MXRT1170 eFuse其實是這兩者的融合，在空間組織上(尤其是Shadow Register)更像RT1050，但是在訪問可靠性保護策略上又接近RT600。關於訪問可靠性保護策略，痞子衡之前沒有提及，今天咱們就展開聊一聊。
一、eFuse基本情況
eFuse是i.MXRT1170內嵌的一塊OTP（One Time Programmable） memory，僅可被燒寫一次(這裡指的是bit位從0到1不可逆)，但可以被多次讀取。eFuse memory的燒寫情況根據可靠性保護策略不同而不同。如果被冗餘方法保護，那麼eFuse是按bit被燒寫的；如果是被ECC方法保護的，那麼eFuse是按word被燒寫的。
i.MXRT1170的eFuse memory用戶地址空間有8Kbit（地址範圍為0x900 - 0x18F0，低4bit地址位無效），分為32個BANK，每個BANK含8個word（1word = 4bytes）。下圖中0x00 - 0xFF是eFuse的用戶bank word索引地址，其與eFuse空間地址對應關係是：
fuse_address = user_fuse_index * 0x10 + 0x900
此外i.MXRT1170的eFuse memory還有額外的0.5Kbit地址空間（範圍為0x800 - 0x8F0，低4bit地址位無效），用於存放廠商(NXP)配置以及一些敏感配置，其與eFuse空間地址對應關係是：
fuse_address = supp_fuse_index * 0x10
不管是8Kbit用戶空間還是額外的0.5Kbit敏感空間，我們都是可以訪問的，其index其實是統一編址的，下麵這個index才是真正用於blhost工具或者OCOTP API的地址參數：
fuse_address = fuse_index * 0x10 + 0x800
關於i.MXRT1170的eFuse一般特性（比如Lock屬性、OCOTP控制器、Shadow Register）可參考痞子衡在文章開頭給出的兩篇文章，這裡不予贅述。
二、eFuse燒寫方法
有三種方法或工具可以幫助燒寫eFuse，我們以燒寫和回讀eFuse地址0xA80（MAC1_ADDR）為例，將0x12345678燒寫進MAC1_ADDR並回讀。根據上面公式我們可以得出 fuse_index = (fuse_address - 0x800) / 0x10 = 0x28，這個fuse_index便是底下我們傳給燒寫工具的地址。
2.1 blhost工具
blhost是個上位機命令行工具，其能正常工作的前提是預先載入一個特殊flashloader程式（\SDK_x.x.x_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\bootloader_examples\flashloader）進MCU來實現eFuse燒寫，flashloader中集成了OCOTP驅動。關於blhost使用方法，詳見痞子衡Boot系列文章，這裡僅列出兩個命令：
\NXP-MCUBootUtility\tools\blhost2_3\win> .\blhost.exe -u -- efuse-program-once 0x28 12345678
\NXP-MCUBootUtility\tools\blhost2_3\win> .\blhost.exe -u -- efuse-read-once 0x28
2.2 OCOTP驅動
如果你覺得blhost工具這一套太複雜，可以直接藉助SDK包里的ocotp常式（\SDK_x.x.x_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\driver_examples\ocotp），代碼也是非常簡單清晰：
#include "fsl_ocotp.h"
int main(void)
{
status_t status = kStatus_Success;
uint32_t fuseData = 0U;
/* 初始化OCOTP模塊 */
OCOTP_Init(OCOTP, 0U);
/* 將word數據（0x12345678）寫入fuse index為0x28的eFuse memory里 */
status = OCOTP_WriteFuseShadowRegister(OCOTP, 0x28, 0x12345678);
/* 從fuse index為0x28的eFuse memory處讀出一個word*/
status = OCOTP_ReadFuseShadowRegisterExt(OCOTP, 0x28, &fuseData, 1);
}
2.3 MCUBootUtility工具
如果你覺得blhost使用不友好，OCOTP驅動又需要改代碼和下載運行，那麼還有一個工具可以幫到你，那就是痞子衡開發的MCUBootUtility圖形界面工具，小白都能輕鬆上手燒寫eFuse：
三、訪問可靠性保護策略
eFuse的特性其實主要是OCOTP模塊決定的，翻開i.MXRT1170參考手冊的OCOTP章節的Features小節，可以看到其比RT1050 OCOTP多瞭如下這三行：
• Supports ECC mode programming and reading for MTR fuse words by SkyBlue IPS bus
• Supports ECC mode programming and reading for all the user fuse words
• Supports redundancy mode programming and reading for all the supplementary fuse words
簡單地說就是eFuse空間被分成了兩類，一類受ECC保護，一類受redundancy(冗餘)保護，這是本文要介紹的重點。
3.1 冗餘保護
redundancy(冗餘)保護是比較簡單的訪問可靠性保護策略，這個策略基本設計思想就是冗餘，將fuse word一分為二，低16bit是用戶操作區，高16bit是系統冗餘區。燒寫時用戶只需要管低16bit，高16bit則由系統自動完成複製燒寫。回讀時得到的結果則是低16bit與高16bit的或(OR)結果。這樣的好處就是除非用戶操作區(低16bit)和系統冗餘區(高16bit)均發生錯誤才會導致訪問不可靠。
redundancy(冗餘)保護雖然一定程度上提高了訪問可靠性，但代價是犧牲了一半存儲空間，所謂魚和熊掌不可兼得，這個也是可以理解的。下麵這些eFuse區域是受redundancy(冗餘)保護的，從功能上看這些區域是按bit定義的，功能比較分散，所以存在多次燒寫的需求，適用redundancy(冗餘)保護。
3.2 ECC保護
ECC保護是相對複雜的訪問可靠性保護策略，ECC演算法是採用經典的SEC-DED（糾正1bit，檢查2bit），每個fuse word算出一個ECC校驗值（7bit），這個校驗值緊跟著存在efuse word後面（bit31:0是用戶區，bit38:32是ECC區），ECC區無法被用戶直接訪問。如果在回讀時發生ECC錯誤，可在HW_OCOTP_OUT_STATUS0寄存器（這是RT1170 OCOTP模塊新增的寄存器）里如下bit找到信息。
ECC保護極大地提高了訪問可靠性，但綜合eFuse特點其代價就是整個fuse word僅可被燒寫一次（即使你一次只改一個bit）。下麵這些eFuse區域是受ECC保護的，不過從功能上看這些區域功能比較單一，一般都是一次性燒寫，所以也適用ECC保護。
至此，恩智浦i.MXRT1170的eFuse空間訪問可靠性保護策略痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
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