痞子衡嵌入式：飛思卡爾i.MX RTyyyy系列MCU啓動那些事（2）- Boot配置(BOOT Pin/eFUSE)

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　　你們好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給你們介紹的是飛思卡爾i.MX RTyyyy系列MCU的Boot配置。

　　在上一篇文章 Boot簡介 裏痞子衡爲你們介紹了Boot基本原理以及i.MXRTyyyy Boot方式簡介。今天痞子衡就來重點聊一聊i.MXRTyyyy Boot方式具體由哪些配置決定的。

　　不管是什麼芯片裏的BootROM，其最核心的功能無非兩個：1、從存放Application的存儲器中加載執行；2、經過支持的通訊接口接收來自Host的Application數據完成更新，因此Boot配置也主要圍繞這兩個核心功能。

1、Boot行爲模式選擇

　　BOOT_MODE[1:0] pin是決定i.MXRTyyyy Boot行爲的最頂層配置，可是與上一篇文章裏介紹的Kinetis/LPC/STM32 Boot Mode配置不一樣的是，i.MXRTyyyy上電永遠是從ROM裏開始啓動，此處的BOOT_MODE[1:0]決定的僅是BootROM程序的不一樣行爲模式（執行代碼分支），而Kinetis/LPC/STM32 Boot Mode側重的是決定CPU從ROM仍是FLASH裏啓動。

1.1 BOOT_MODE[1:0] Pinout

　　下表是BOOT_MODE相關pinout信息，可在參考手冊的External Signals and Pin Multiplexing章節中找到。
　　i.MXRT105x / i.MXRT106x pinout：

　　i.MXRT102x pinout：

1.2 BMOD[1:0]三種模式

　　BOOT_MODE[1:0] pin狀態是在POR_B pin上沿時被自動採樣存儲在芯片內部的寄存器SRC->SBMR2[25:24]中的，這兩個bit也叫BMOD[1:0]，BootROM實際上是根據BMOD[1:0]的值來決定Boot行爲的。（注意：若是改變了BOOT_MODE[1:0] pins的輸入狀態而使用ONOFF pin（RESET_B）去軟復位，Boot行爲並不會改變，由於BMOD[1:0]值並未改變）。

　　從上述Boot MODE pin settings表中咱們能夠知道，除了BMOD[1:0]=2'b11這種狀況是reserved以外，其他三種狀況對應三種Boot行爲，痞子衡爲你們逐一分析，先從最簡單的行爲模式（Serial Downloader）提及。

1.2.1 Serial Downloader模式（UART/USB-HID）

　　Serial Downloader模式顧名思義即串行下載模式，在這種模式下，BootROM經過指定的USB或者UART口來接收來自Host（恩智浦提供了上位機工具sdphost.exe或者mfgtool或者MCUBootUtility）的Application數據，並將數據存儲在SRAM中執行，這種模式其實就是從SRAM啓動，可是若是用這種模式去Boot Application缺點很明顯，每次上電都須要將Application從新下載進SRAM，沒法作到脫機自動Boot，因此顯然這種模式的主要目的並非從SRAM啓動Application，那它到底有什麼用？
　　其實Serial Downloader模式主要是用來從SRAM中啓動Flashloader，恩智浦官方提供了Flashloader程序，Flashloader程序能夠用來將你的Application下載進i.MXRTyyyy支持的全部外部非易失性存儲器中，爲後續從外部存儲器啓動作準備。除此之外Serial Downloader模式還能夠用來查看Fuse值。
　　關於Serial Downloader模式以及Flashloader具體如何應用，痞子衡會在下一篇文章裏進一步介紹。

1.2.2 Boot From Fuses模式

　　Boot From Fuses模式從名字來看其實會讓人誤解，這個模式並非從Fuse里加載Application啓動的意思，而是根據Fuse裏的一些Boot配置值來決定從哪一個外部存儲器Boot。Fuse是i.MXRTyyyy裏一塊特殊的存儲區域，用於存放所有芯片配置信息，其中有一部分配置信息和Boot相關。
　　在參考手冊Fusemap這一章節，能夠看到完整的Fuse Map表，其中偏移0x460處的32bit配置數據的bit4是BT_FUSE_SEL，這個bit相當重要，決定了Boot From Fuses模式的主要行爲，具體表現以下：

• BT_FUSE_SEL=0：代表全部外部存儲器中均沒有Application，此時Boot From Fuses模式等同於Serial Downloader模式。
• BT_FUSE_SEL=1：代表有外部存儲器中存在有效Application，此時BootROM會根據Fuse中其餘Boot配置信息進一步選擇指定的外部存儲器（Boot Device）去Boot。

　　關於Fuse中其餘Boot配置信息，文章後面痞子衡會繼續講。

1.2.3 Internal Boot模式（Serial NOR/NAND、Parallel NOR/NAND、SD/eMMC、1bit Recovery SPI NOR）

　　Internal Boot模式其實跟Boot From Fuses模式（BT_FUSE_SEL=1時）很相似，只是這個模式下BT_FUSE_SEL的意義有點不一樣，具體表現以下：

• BT_FUSE_SEL=0：BootROM根據BOOT_CFG[x:0] pins和Fuse中Boot配置綜合決定Boot Device，其中BOOT_CFG[x:0] pins的配置會覆蓋Fuse中意義相同的Boot配置信息。
• BT_FUSE_SEL=1：BootROM徹底根據Fuse中Boot配置信息選擇指定的Boot Device去Boot。

　　咱們能夠經過更改BOOT_CFG[x:0] pins輸入狀態來切換Boot配置，這部分Boot配置在Fuse裏也一樣存在，可是使用BOOT_CFG[x:0]來更改Boot配置顯然比燒寫Fuse更方便快捷（也能夠認爲BOOT_CFG[x:0]主要用於產品開發過程當中，待產品開發結束後，應直接用Fuse來鎖定Boot配置）。關於BOOT_CFG[x:0] pin具體提供哪些Boot配置，文章後面痞子衡會繼續講。

2、Boot Device類型選擇

　　前面痞子衡講了，不管是Boot From Fuses模式仍是Internal Boot模式，最終目的都是爲了選擇合適的Boot Device加載啓動，那麼Boot Device到底如何肯定？主要取決於BOOT_CFG[x:0] pin以及Fuse裏的BOOT_CFG1位。
　　BOOT_CFG[x:0] pin（在RT105x/RT106x上是12bit，在RT102x上是10bit）跟Boot Device選擇相關的是BOOT_CFG[7:4]這4個bit，對應Fuse裏是偏移0x450處32bit配置數據裏的bit4-7(也叫BOOT_CFG1[7:4])，本小節主要介紹的是BOOT_CFG1[7:4]。

2.1 BOOT_CFG[x:0] Pinout

　　下表是BOOT_CFG相關pinout信息，可在參考手冊的External Signals and Pin Multiplexing章節中找到。
　　i.MXRT105x / i.MXRT106x pinout：

　　i.MXRT102x pinout：

2.2 BOOT_CFG1[7:4]六種Device

　　BOOT_CFG1[7:4]用於選擇具體Boot Device，不管是RT105x/RT106x仍是RT102x，它們支持的外部存儲器種類是同樣的，可是這裏的具體配置值兩個芯片上稍稍有些區別（主要是SD和SEMC NAND不同）。
　　下表是BOOT_CFG1[7:4]具體配置值信息，可在參考手冊的Fusemap章節中找到。
　　i.MXRT105x / i.MXRT106x device selection：

　　i.MXRT102x device selection：

3、Boot Device具體配置

　　當Boot Device已經肯定以後，底下就是配置該Device具體屬性了。假設咱們選擇了Serial NOR FLASH，可是Serial NOR只是一類FLASH的統稱，市面上有很是多的Serial NOR芯片，每一個芯片特性可能不徹底同樣，那麼BootROM怎麼知道這些不一樣的Serial NOR芯片的特性呢？仍是經過BOOT_CFG[x:0] pin和Fuse來指定。

3.1 BOOT_CFG[x:0]

　　BOOT_CFG[x:0] pin實際上是跟Fuse裏是偏移0x450處32bit配置數據裏的bit0-x是對應的。

• BOOT_CFG[7:0] pin對應的是Fuse BOOT_CFG1[7:0]
• BOOT_CFG[x:8] pin對應的是Fuse BOOT_CFG2[x-8:0]

　　前面講過BOOT_CFG1[7:4]是用來肯定Boot Device類型的，其他bit就是用來配置當前選擇的Boot Device的具體信息，所以不一樣的Boot Device，這些bit的意義是不同的。具體在Fuse裏統一介紹。

3.2 eFUSE map

　　前面講過，Fuse是i.MXRTyyyy裏一塊特殊的存儲區域，用於存放所有芯片配置信息，其中有一部分區域分配給Boot。參考手冊的Fusemap章節中可見全部bit具體定義，這裏痞子衡僅貼出一部分用於示例：

　　從上表中咱們能夠看到i.MXRT105x上BOOT_CFG1，BOOT_CFG2共16bit的完整定義，除了BOOT_CFG1[7:4]前面已經介紹過以外，從其他bit的定義來看，確實是與具體Boot Device屬性相關的。
　　這些Boot相關的Fuse定義，在這裏逐一解釋意義不大，須要結合具體Boot Device一塊兒來看，痞子衡後續會在介紹每一個Boot Device啓動的文章裏再進一步分析。

　　至此，飛思卡爾i.MX RTyyyy系列MCU的Boot配置痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裏~~~