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.MX RT1170 FlexSPI NAND啟動時間**。 本篇是 i.MXRT1170 啟動時間評測第四彈，前三篇分別給大家評測了 [Raw NAND 啟動時間](https://www.cnblogs.com/henj ...
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.MX RT1170 FlexSPI NAND啟動時間。
本篇是 i.MXRT1170 啟動時間評測第四彈，前三篇分別給大家評測了 Raw NAND 啟動時間（基於 MIMXRT1170-EVK_Rev.B）、Serial NOR 啟動時間（基於 MIMXRT1170-EVB_Rev.A2）、1bit SPI NOR 恢復啟動時間（基於 MIMXRT1170-EVK_Rev.C）。最近痞子衡剛寫了篇 《i.MXRT從Serial NAND啟動》，趁熱打鐵，索性在新板卡 MIMXRT1170-EVKB_Rev.B 上再測一下 Serial NAND 的啟動時間（這裡指在 ITCM 執行，暫不考慮在 SDRAM 執行）。
一、準備工作
1.1 知識儲備
除了依賴的底層外設類型不同之外，Serial NAND 啟動流程與 Raw NAND 啟動流程幾乎是一致的，因為存儲介質角度而言兩者都是 NAND。我們知道 NAND 中僅能放置 Non-XIP Application，其不支持原地執行，所以需要 BootROM 來完成 Application 拷貝工作（從 NAND 到 ITCM），為了輔助 BootROM 完成工作，我們需要在 NAND 中放一些特殊數據（即下麵的 FCB, DBBT, IVT）。
BootROM 首先從 NAND 中讀取 FCB（此時是利用 eFuse 0x940 和 0xC80 里的簡化時序配置選項），FCB 中含有三類信息：用戶設置的完整時序配置數據(可選的)、DBBT 位置，IVT 位置。BootROM 首先會檢查是否存在完整時序配置數據，如果有，則使用這個數據重新配置 NAND 訪問時序。然後 BootROM 會繼續獲取 DBBT 數據，獲知當前 NAND 的壞塊信息，接下來便是根據 IVT 信息獲取 Application 數據完成拷貝（拷貝過程中需要避開壞塊）。
1.2 時間界定
關於時間起點和終點，參考《FlexSPI NOR啟動時間》 里的1.2節，方法保持一致。EVKB_Rev.B 上時間起點位置 POR 直接引到了 J92-2，無需額外飛線了，不過這個點位有很多電容，會導致電壓上升時間緩慢，影響起點選擇，後面會特別備註。
1.3 製作應用程式
關於應用程式製作，參考《SEMC NAND啟動時間》 里的1.3節。這次測試對長度方面做一些優化，代碼改動後的測試工程編出來大小是 21516 bytes，我們可以用二進位編輯器打開 .bin 文件在後面直接插入一些數據將其湊整成 24KB，按此方法可以多做幾個不同長度的 image。
1.4 下載應用程式
應用程式的下載需藉助痞子衡開發的 NXP-MCUBootUtility 工具（v5.2.1版本及以上），我們需要對 EVKB 板卡做一些改動，將原 U23 - NOR Flash 改為 GigaDevice GD5F1GQ5UEYIG。
翻看 GD5F1GQ5UEYIG 的數據手冊，它的總容量是 1Gb，Page Size 是 2KB，最高速度可達 133MHz，因此使用 NXP-MCUBootUtility 下載時做如下配置（不同測試，我們僅需調整 Max Frequency 選項即可）：
1.5 示波器抓取信號
一切準備就緒，可以用示波器抓 NAND 啟動時間了。這次痞子衡偷了個懶，就測量兩路信號，通道一監測主晶元 POR 信號，通道二監測 LED GPIO 信號。
二、開始測試
2.1 測試結果
在公佈結果之前，痞子衡先帶大家分析一下示波器抓取的啟動時間波形，方便大家理解後續表格裡的各項組成。POR 信號電壓上升時間比較緩慢，其供電來自於 VDD_1V8，我們時間起點暫取其標準有效值 70% - 1.2V 處。
現在讓我們看結果吧，痞子衡基於 Flash 速度和 App 長度組合做了很多測試，結果如下表所示（註：表中結果都是在 50M 次/秒的採樣率下所得）：
| Flash型號 | App長度 | Flash Timing模式 | 測量啟動時間 | 修正啟動時間 |
|---|---|---|---|---|
| GD5F1GQ5UEYIG | 24KB | 30MHz | 11.66 ms | 10.88 ms |
| 50MHz | 10.26 ms | 9.48 ms | ||
| 60MHz | 9.86 ms | 9.08 ms | ||
| 72MHz | 9.46 ms | 8.68 ms | ||
| 80MHz | 9.32 ms | 8.54 ms | ||
| 100MHz | 9.1 ms | 8.32 ms | ||
| 133MHz | 8.86 ms | 8.08 ms | ||
| 240KB | 30MHz | 48.06 ms | 47.28 ms | |
| 50MHz | 34.66 ms | 33.88 ms | ||
| 60MHz | 29.46 ms | 28.68 ms | ||
| 72MHz | 26.66 ms | 25.88 ms | ||
| 80MHz | 24.26 ms | 23.48 ms | ||
| 100MHz | 22.46 ms | 21.68 ms | ||
| 133MHz | 21.76 ms | 20.98 ms |
2.2 結果修正
啟動時間包含 BootROM 和 BootFlash 時間，因為這次測試痞子衡沒有拉出 NAND CS# 信號，所以無法直接測量出 BootROM 時間，但是可以根據結果推算，選取 24KB 和 240KB 在 30MHz 下測試的兩組結果：
BootROM_time + 24KB_60MHz_BootFlash_time = 9.86ms
BootROM_time + 240KB_60MHz_BootFlash_time = 29.46ms
24KB_60MHz_BootFlash_time * 10 = 240KB_60MHz_BootFlash_time（假定）
得出 BootROM_time = 7.68ms
前幾篇測試痞子衡得到的 BootROM 時間都是 6.9ms，看來時間起點 POR 按 70% VDD_1V8 的選擇偏早，應該要往後再移一些，如果修正結果的話，那上表裡的所有結果全部要再減去 （7.68-6.9）ms 才是更精確的啟動時間結果。
至此，恩智浦 i.MX RT1170 FlexSPI NAND 啟動時間痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
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衡傑(痞子衡)，目前就職於某知名外企半導體公司MCU系統部門，擔任嵌入式系統應用工程師。
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