痞子衡嵌入式：恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU硬件那些事（2.3）- 串行NOR Flash下載算法(J-Link工具篇)

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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J-Link工具下i.MXRT的串行NOR Flash下載算法設計。

　　在i.MXRT硬件那些事系列之《在串行NOR Flash XIP調試原理》一文中，痞子衡簡單提了一下串行NOR Flash下載算法的概念，並無介紹具體設計細節，關於NOR Flash下載算法每一個IDE/工具都有本身的一套設計，雖然基本設計理念是同樣的，可是細節方面仍是有區別，今天痞子衡就來細聊J-Link下的NOR Flash下載算法：

1、J-Link各版本對i.MXRT的支持

　　從Segger官網上看，目前最新的J-Link驅動版本是V6.86b，其可以支持目前全部已量產的i.MXRT系列，而痞子衡PC上安裝的是V6.52e，從 J-Link歷史各版本Release Note 上看，痞子衡目前的J-Link版本不支持所有i.MXRT型號，那麼若是想要支持新芯片（好比i.MXRT1170），是否是必定要從新安裝最新J-Link呢？其實未必！

版本	發佈時間	支持芯片
V6.84	2020-09-04	i.MXRT1024
V6.64	2020-03-13	i.MXRT1170
V6.60	2019-12-16	i.MXRT1010
V6.46	2019-05-23	i.MXRT500、i.MXRT600
V6.44	2019-03-01	i.MXRT1015
V6.40	2018-10-26	i.MXRT1064
V6.34	2018-08-07	i.MXRT1060
V6.32	2018-04-20	i.MXRT1050、i.MXRT1020

　　J-Link對新MCU型號的下載支持並非與自身版本嚴格綁定的，其增長新芯片的方式很靈活，只須要按要求添加相應的算法文件便可，這樣咱們能夠沒必要等待Segger的正式發佈。

2、爲當前J-Link增長新i.MXRT型號支持

　　關於增長i.MXRT新型號的支持，痞子衡以前寫過一篇文章 《輕鬆爲i.MXRT設計更新Segger J-Link Flash下載算法文件》，簡介瞭如何爲v.6.52e版本新增i.MXRT600的支持（那篇文章其實有點疏忽，v6.52版本已經開始支持i.MXRT600，直接集成進JLinkARM.dll中了，沒有顯式地放在JLinkDevices.xml文件中）。

　　爲當前J-Link驅動增長新i.MXRT型號支持，其實就是在 \SEGGER\JLink_V652e\JLinkDevices.xml 文件中按模板添加一些代碼，至於那些代碼是什麼含義，在 \SEGGER\JLink_V652e\Doc\Manuals\UM08001_JLink.pdf 文檔的 Chapter 12 Open Flashloader 有詳細解釋。

　　讓咱們試着分析 JLinkDevices.xml 文件中那些模板代碼的含義，且以最多見的 i.MXRT1060 型號爲例：

<Device>
  <ChipInfo Vendor="NXP"
            Name="MIMXRT1062xxx6A"
            WorkRAMAddr="0x20000000"
            WorkRAMSize="0x00080000"
            Core="JLINK_CORE_CORTEX_M7"
            JLinkScriptFile="Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x.pex"
            Aliases="MIMXRT1062DVL6A" />
  <FlashBankInfo Name="QSPI Flash"
                 BaseAddr="0x60000000"
                 MaxSize="0x04000000"
                 Loader="Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x_QSPI.elf"
                 LoaderType="FLASH_ALGO_TYPE_OPEN" />
</Device>

　　模板代碼中參數主要分兩類：ChipInfo和FlashBankInfo，前者描述算法適用的MCU芯片相關信息，後者描述在該MCU上適用的Flash操做相關信息。

　　先說ChipInfo下的參數：Vendor和Name主要是建立J-Flash工程或者在IDE裏在線下載時彈出J-Link選項框時用於肯定選擇這個下載算法文件的標識。Core用於指定MCU芯片內核類型。JLinkScriptFile指定開始啓用下載算法前需預加載的Jlink腳本（能夠根據MCU特性作一些特殊的初始化工做，好比RT600的Debug Mailbox激活，RT1170的雙核切換等）。Aliases就是Name的詳細展開。

　　ChipInfo下最重要的兩個參數實際上是WorkRAMAddr和WorkRAMSize，它們指明瞭下載算法(某種elf格式文件)被加載進MCU內部SRAM執行的區域，這兩個參數值與MCU型號息息相關，必須是合法有效的，但能夠不惟一。後面的文章裏痞子衡會介紹下載算法設計原理，其最重要的特性是Read-Only Position Independent和Read-Write Position Independent，即下載算法自己不是固定地址連接，而是位置無關連接，算法代碼機器碼是能夠被放到任意地址去執行的。

　　再說FlashBankInfo下的參數：Name標明下載算法適用的Flash類型（FlashBankInfo能夠有多個，對應不一樣Flash的下載算法）。BaseAddr和MaxSize標明該Flash在MCU系統內存映射中的地址範圍，主要用於後續XIP調試，跟下載關係不大。Loader和LoaderType則指明下載算法文件位置和類型，這是核心，對於新i.MXRT型號的下載支持，大部分工做其實就是提供合適的Loader。

3、NOR Flash下載算法設計

　　前面講了J-Link對於新i.MXRT型號的下載支持，其實就是提供合適的Loader文件，Loader文件的設計是核心，那麼J-Link的Loader究竟是怎麼設計的呢？這得先從理解LoaderType這個參數提及。

　　搜遍整個UM08001_JLink文檔，LoaderType僅有一個值，即FLASH_ALGO_TYPE_OPEN，文檔裏的解釋是使用公開的Flashloader算法設計，這個公開的Flashloader指的是ARM官方的基於CMSIS的Flashloader。

　　ARM開源的Flashloader算法屬於CMSIS-Pack 中的 Device Family Pack (DFP) 裏的一個組成部分，它原本是專用於Keil MDK下的，可是Segger爲了保持其J-Link工具鏈的通用性，選擇了與ARM Flashloader的API接口保持一致，這意味着Keil MDK與J-Link二者的下載算法文件基本是能夠交換使用的（固然設計上有一點小區別，後面文章會介紹）。

　　鑑於Segger並無開源其下載算法源碼，所以咱們沒法得知其J-Link自帶的下載算法文件具體是怎麼實現（例如Devices/NXP/iMXRT106x/NXP_iMXRT106x_QSPI.elf），雖然咱們能夠根據每次的J-Link驅動版本更新時的記錄得知其動態，但總以爲是個黑盒子。

Version V6.80d
  DLL 3.NXP RT106x: Flash programming >= 8 MB failed. Fixed.

Version V6.80c
  DLL 1.NXP RT106x: QSPI programming failed under specific circumstances. Fixed.

Version V6.70
  DLL 19.NXP RT106x: QSPI programming did not work for some already supported flashes. Fixed.

Version V6.62b
  DLL 9.NXP iMXRT106x: (Q)SPI flash programming did not work when using Adesto ATXP064 as external flash. Fixed.

Version V6.60
  DLL 1.Added flash programming support for NXP MIMXRT1062DVJ6A (QSPI flash).

Version V6.40b
  DLL 4.Fixed clock restore settings within programming algorithms for iMXRT105x and iMXRT106x QSPI-FLASH and HyperFLASH series devices.

Version V6.34
  DLL 8.Added QSPI-Flash programming support for NXP i.MX RT106x series devices.

　　下一篇文章，痞子衡將帶你們深刻探究Keil MDK下的下載算法設計，瞭解了這個MDK下載算法，咱們即可以本身爲J-Link設計下載算法，今後不再用擔憂黑盒子。

　　至此，J-Link工具下i.MXRT的串行NOR Flash下載算法設計痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裏~~~

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