痞子衡嵌入式:MCUBootUtility v5.3發佈,利用XMCD輕鬆使能外部RAM

来源:https://www.cnblogs.com/henjay724/archive/2023/09/29/17737431.html
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-- 痞子衡維護的 NXP-MCUBootUtility 工具距離上一個大版本(v5.0.0)發佈過去4個多月了,期間痞子衡也做過三個小版本更新,但不足以單獨介紹。這一次痞子衡為大家帶來了全新重要版本v5.3.x,這次更新主要是想和大家特別聊聊 XMCD 這個特性的支持。 一、v5.1 - v5.3 ...


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  痞子衡維護的 NXP-MCUBootUtility 工具距離上一個大版本(v5.0.0)發佈過去4個多月了,期間痞子衡也做過三個小版本更新,但不足以單獨介紹。這一次痞子衡為大家帶來了全新重要版本v5.3.x,這次更新主要是想和大家特別聊聊 XMCD 這個特性的支持。

一、v5.1 - v5.3更新記錄

-- v5.1.0
Features:
    1. [RT1180] 支持自動載入Edgelock固件

-- v5.2.0
Features:
    1. [RTyyyy] 支持i.MXRT118x B0
    2. [RT] 對於FlexSPI NOR設備,支持下載安全與非安全兩種地址鏈接的CM33程式
    3. [RT] 對於FlexSPI NOR設備,支持別名地址鏈接的程式
Improvement:
    1. [RT1180] 用戶輸入的源程式文件可以包含啟動頭 (Container)

-- v5.2.1
Bufixes:
    1. [RTyyyy] 修複對FlexSPI NAND設備的下載支持

-- v5.3.0
Features:
    1. [RTyyyy] 支持XMCD配置功能,可用於載入image進FlexSPI RAM/SEMC SDRAM執行
    2. [RTyyyy] 支持第二個FlexSPI去下載啟動NAND
    3. [RT] 新增FlexSPI NAND啟動設備模型支持
Improvement:
    1. [RTyyyy] 將FlexSPI序號選擇從菜單欄改至設備配置界面
    2. [RTyyyy] 可以識別鏈接在FlexSPI RAM區域的程式
Bufixes:
    1. [RTyyyy] 無法識別IVT中複位函數地址相對向量表首地址偏移小於0xB00的可啟動程式文件

-- v5.3.1
Improvement:
    1. [RT] 可以檢查不同FlexSPI序號的有效XIP範圍
    2. [RTxxx] 可以識別鏈接在FlexSPI RAM區域的程式
Bufixes:
    1. [RT1180] 在FlexSPI NOR啟動設備下無法生成一些Non-XIP程式的可啟動程式

二、幾個不可忽視的更新

2.1 完善的FlexSPI NOR映射地址支持

  在 v5.0 及其之前的版本里,工具對於 FlexSPI NOR 設備映射地址的支持比較單一。在工具目錄 \src\targets\xxx\bltargetconfig.py 文件中僅可見如下定義(RT1180為例),即一個 FlexSPI 僅對應一個主映射地址:

flexspiNorMemBase0 = 0x38000000
flexspiNorMemBase1 = 0x14000000

  但是我們知道部分 i.MXRT 型號系統設計里對於 FlexSPI 除了支持主映射地址外,還支持所謂的別名映射地址(Aliased Address),甚至 CM33 內核的 i.MXRT 型號里還區分 Secure 和 Non-Secure 地址。因此 v5.3 里進一步豐富了 FlexSPI NOR 設備的映射地址,這樣我們在編譯鏈接 XIP 啟動程式的時候,地址選擇更加靈活。此外這裡如果你仔細看,會發現工具對於最大映射地址空間檢查也按 RT 型號不同做了具體區分。

  但是這裡有關於 RT1180 的一點註意事項,工具目錄 \src\targets\MIMXRT1189\ 下預先放了兩個版本的 flashloader,一個僅支持 Secure 地址,另一個僅支持 Non-Secure 地址,這是當前 flashloader 實現的限制。為了能讓工具自動根據用戶輸入源程式實際鏈接地址類型來選擇合適的 flashloader 去做擦寫操作,需要先點擊一次 Generate xxType Bootable Image 按鈕之後再點擊 Connect to ROM 按鈕,最後再 All-In-One Action

cntr_flashloader_s.bin
cntr_flashloader_ns.bin

2.2 支持鏈接在FlexSPI RAM區域的程式

  對於 Non-XIP 程式,除了鏈接在 RT 晶元內部 SRAM 空間之外,還可以鏈接在外部 RAM 空間,比如 SEMC 介面對應的 SDRAM 設備,或者 FlexSPI 介面對應的 HyperRAM 或者 PSRAM 設備。v5.0 及之前工具僅能支持鏈接在 SDRAM 的程式,對於鏈接在 FlexSPI 映射空間的 Non-XIP 程式,工具會直接報非法地址。v5.3 版本開始,這個限制將不復存在(見如下對 RT1180 FlexSPI RAM 地址的支持),這也是為了配合 DCD 以及 XMCD 功能而做的改進。

2.3 對於RT1170 XMCD功能支持

  從 RT1160/1170 B0 以及其後的 RT1180 開始,BootROM 里新增了 XMCD 功能,這是對 DCD 功能的補充。我們知道 DCD 可以實現對晶元指定外設的用戶定製化配置,常常用於配置 SEMC 寄存器去初始化 SDRAM 或者 FlexSPI 寄存器去初始化 HyperRAM/PSRAM,但是 DCD 的配置太細緻,需要從外設寄存器角度去理解那些外部 RAM 存儲器特性,這種方式從應用角度來說不夠友好。XMCD 正是為瞭解決這個問題,其將對 SDRAM/HyperRAM 配置以一種對用戶更友好更簡潔的方式來呈現,見如下界面設置:

  XMCD 雖好,但是其和 DCD 配合使用在當前工具里會有一些限制,這主要是因為工具依賴的 RT1170 底層工具鏈(elftosb)對於 dcd 數據的生成僅支持相對 IVT 起始地址 0x40 的偏移,但這個偏移恰恰又是 XMCD 的偏移位置,兩者有衝突:

  • 限制 1:如果是 All-In-One Action 操作,不可在界面里同時使能 DCD 和 XMCD。如果兩者同時使能,XMCD 設置會被自動忽略。
  • 限制 2:如果是 All-In-One Action 操作,用戶源應用程式里如果包含 DCD 數據結構,那麼工具界面里 XMCD 設置也會被自動忽略。
  • 限制 3:如果是 All-In-One Action 操作,用戶源應用程式里如果包含 XMCD 數據結構,且工具界面里 DCD 被使能,那麼 XMCD 數據結構將會被丟棄。

  當然如果你有一個同時包含 DCD 和 XMCD 數據的可啟動文件,可以在工具通用編程器(Boot Device Memory)界面使用 Write 按鈕去下載。

  至此,這次更新的主要特性便介紹完了。MCUBootUtility項目地址如下。雖然當前版本(v5.3.x)功能已經非常完備,你還是可以在此基礎上再添加自己想要的功能。如此神器,還不快快去下載試用?

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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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