oracledcd设置,i.MXRT启动数据DCD的结构及配置

i.MX RT启动数据DCD的结构及配置

目前NXP的i.MX RT因为很好的性能&＃xff0c;在MCU市场上受到了广泛的欢迎。i.MX RT内部有三种SRAM&＃xff0c;分别是ITCM、DTCM和OCRAM。主流使用的i.MX RT的内部SRAM都小于1MB&＃xff0c;但对于有些应用&＃xff0c;比如需要LCD显示的应用&＃xff0c;则需要更大的RAM存放所需显示的每帧数据。如对于分辨率为WQGA(480x272)的屏&＃xff0c;显示16bit的色深&＃xff0c;用一个数据缓存区&＃xff0c;显示一帧的数据至少需要260KB的RAM&＃xff1b;如果想支持分辨率更高&＃xff0c;得到更好的显示性能&＃xff0c;如i.MX RT可支持分辨率WVGA(800x480)的LCD屏&＃xff0c;显示24bit的色深&＃xff0c;使用两个数据缓存区&＃xff0c;则显示一帧的数据至少需要2.3MB的RAM&＃xff1b;如果再加上其他的应用代码&＃xff0c;1MB的内部SRAM是远远不够的。因此&＃xff0c;很多应用需要外扩RAM&＃xff0c;通常SDRAM用的比较多。

毫无疑问&＃xff0c;i.MX RT支持SDRAM&＃xff0c;并通过SEMC接口实现SDRAM的读写。

说到SDRAM的使用就不得不说i.MX RT的启动。除了内部RAM&＃xff0c;i.MX RT启动支持以下6种外部存储器&＃xff1a;

·Serial NOR Flash via FlexSPI

·Serial NAND Flash via FlexSPI

·Parallel NOR Flash via SEMC

·RAW NAND Flash via SEMC

·SD/MMC via uSDHC

·SPI NOR/EEPROM via LPSPI

其中Serial/Parallel NOR这两种存储器可以XIP(直接执行)&＃xff0c;其他4种存储器无法XIP&＃xff0c;需要把代码拷贝到内部RAM或外接SDRAM里运行。对于内部RAM和SDRAM&＃xff0c;两个都是易失性存储器&＃xff0c;存放的代码或数据掉电会丢失&＃xff0c;所以无法直接启动。

POR上电后&＃xff0c;要么通过外部调试器&＃xff0c;直接将应用程序和数据下载进SRAM/SDRAM&＃xff0c;并将PC指向应用程序开始执行&＃xff1b;要么通过存储在FLASH/ROM中的Bootloader程序&＃xff0c;将应用程序和数据先加载到SRAM/SDRAM里&＃xff0c;然后再跳转过去执行。

只不过SRAM是挂在系统总线上&＃xff0c;一上电内部的SRAM就已经初始化完成了&＃xff0c;而SDRAM是挂在存储器接口控制器上&＃xff0c;因此需要先初始化SDRAM&＃xff0c;才能向SDRAM中加载应用程序和数据。

除了从SDRAM 启动时需要在外部flash加载应用程序前提前初始化SDRAM&＃xff0c;使SDRAM处于ready状态&＃xff1b;有些应用同样需要在进入用户主程序前&＃xff0c;完成SDRAM的初始化&＃xff0c;以便CPU加载数据或代码到SDRAM时不会出错。如LCD的显示&＃xff0c;对于字库和图形库文件的加载。

通常我们用DCD(Device configuration data)来初始化SDRAM.。但是DCD文件一般放在哪里及怎样定义呢&＃xff0c;这里还是要说一下RT的启动&＃xff0c;及一个可启动的image是如何构成的。

因为众所周知绝大多数的RT系列产品是没有内部FLASH的, 除了个别型号如i.MX RT1064&＃xff1b;对于大多数有内部FLASH的MCU&＃xff0c; FLASH地址是映射在内核的4GB系统空间内的(一般从0x0地址开始), MCU上电后可直接从内部FLASH读取应用代码并原地执行。

对于RT系列来说则是由片内的BootROM进行引导的&＃xff0c;BootROM读取BOOT_MODE寄存器和eFUSEs的值&＃xff0c;确定从哪个存储器启动&＃xff0c;从外部存储器加载应用程序代码到内部SRAM、外部SDRAM或直接从Flash原地执行(XIP)。要让系统能够正常启动起来&＃xff0c;以FlexSPI NOR flash为例&＃xff0c;则烧写到外部SPIFlash里面的完整代码段必须按照BootROM规定的格式编写&＃xff0c;也就是必须在用户的应用程序前加一个头文件&＃xff0c; 这个头文件包含如下部分&＃xff0c;这样才能正常启动。在这个头文件中就包含了SDRAM的配置信息&＃xff0c;也就是DCD的定义。

通常可启动的Image头文件包含如下部分&＃xff1a;

·Flash Configuration Parameters (FCP) — Flash的配置参数&＃xff1b;

·Image Vector Table (IVT) — 包含指向固定物理地址的程序入口指针&＃xff0c;包含指向DCD的指针&＃xff0c;及其他的启动过程中ROM需要用到的指针&＃xff0c;并通过查找这些入口地址找到程序的各组成部分&＃xff1b;

·Boot data — 包含程序镜像文件的地址&＃xff0c;大小及Plugin标志&＃xff1b;

·Device Configuration Data (DCD) — 芯片配置数据&＃xff0c;比如SDRAM寄存器的设置&＃xff1b;这段数据的入口也包含在IVT中&＃xff0c;这段数据最大为1768字

·Application — 用户程序及数据&＃xff1b;

IVT的结构如下&＃xff1a;

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2020-5-28 14:47 上传前几个字段都是内置的Boot ROM在初始化芯片时需要被读取的数据。初始化完成后会跳转到用户代码开始执行&＃xff0c;也即Reset_handler。

SDK的例程中关于IVT/FCB/DCD/LUT的定义及地址分配

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2020-5-28 14:47 上传

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2020-5-28 14:48 上传下面以常见的FlexSPI NOR Flash的启动为例&＃xff0c;说明启动的过程

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2020-5-28 14:48 上传芯片POR上电后&＃xff0c;Arm CPU核心首先执行Boot ROM程序&＃xff0c;判断并决定最终从QSPI Flash启动&＃xff1b;ROM配置FlexSPI的PINMUX&＃xff0c;时钟配置为30MHz&＃xff0c;单线模式&＃xff1b;读取Flash初始的512字节读取配置参数&＃xff0c;并配置IOMUXC&＃xff0c;LUT等&＃xff1b;根据读取的参数配置Flash到正常运行模式&＃xff1b;读取IVT并判断是否是XIP&＃xff1b;如果是XIP直接从flash中执行&＃xff0c;如果非XIP需先拷贝4K Byte数据到OCRAM。这4K Byte数据包含IVT、DCD和Boot Data。通过IVT找到DCD的入口地址后&＃xff0c;ROM代码执行DCD检查&＃xff0c;读取配置信息来对外设进行初始化&＃xff0c;如SEMC的初始化&＃xff1b;再从Boot Data中提取出程序镜像的地址和大小&＃xff0c;然后加载到到RAM(SDRAM)中&＃xff0c;并跳转到RAM(SDRAM)中开始执行。

当使用SDRAM时&＃xff0c;大家经常会担心&＃xff0c;MCU是什么时候初始化SDRAM&＃xff0c;什么时候加载代码到SDRAM并开始执行的&＃xff0c;会不会出现还没有初始化就开始加载代码的情况。

除了上面介绍的FlexSPI Flash的启动流程&＃xff0c;下面以IAR的启动过程为例&＃xff0c;可以在startup_MIMXRT1052.s中找到CPU的起始入口Reset_Handler&＃xff0c;程序的加载过程实际上是在__iar_program_start这个函数里面实现的&＃xff0c;这个函数是包含在IAR的lib库中。

这里可以看出来代码加载是在用户程序里执行的。但DCD的读取也就是SDRAM的初始化是在Boot Rom中执行的&＃xff0c;所以是不会影响到后面代码和数据加载到SDRAM的。当然如果对DCD不熟&＃xff0c;想直接初始化SDRAM&＃xff0c;也可以把这些初始化放在SystemInit函数里面&＃xff0c;因为SystemInit是在__iar_program_start之前执行完毕的&＃xff0c;一样不会影响对SDRAM的读写。

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2020-5-28 14:48 上传除了DCD文件&＃xff0c;如果IDE使用IAR&＃xff0c;我们也可用SDRAM的预处理文件(如evkmimxrt1050_sdram_init.mac)文件来初始化SDRAM。mac文件主要是SDRAM Debug模式时使用&＃xff0c;当然在mac文件中配置的内容是和DCD一致的&＃xff0c;在IDE的属性中可以找到mac文件的链接位置。

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2020-5-28 14:48 上传下面介绍一下DCD的结构及如何生成一个DCD文件。DCD 仅限于对启动有至关重要的内存区域和外设地址的设置。

ROM根据IVT中的信息确定DCD表的位置。下面显示的DCD表是大端模式DCD命令字节数组。DCD最大限制为1768字节。

DCD data format

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2020-5-28 14:48 上传DCD 头为 4 字节&＃xff0c;格式如下&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传·标签(Tag)&＃xff1a;单字节字段设置为0xD2

·长度(Length)&＃xff1a;包含DCD总长度的大端模式的两字节字段(以字节为单位)&＃xff0c;包括标头

·版本(Version)&＃xff1a;单字节字段设置为0x41

写入数据命令(CMD)

写入数据命令用于把给定的1、2或4字节数值(或位掩码)写入到相应的目标地址中。

下表是写入数据命令的格式(在大端字节数组中)&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传·标签(Tag)&＃xff1a;单字节字段设置为0xCC

·长度(Length)&＃xff1a;大端模式的双字节字段&＃xff0c;包含写入数据的长度&＃xff0c;命令(以字节为单位)&＃xff0c;包括标头

·地址(Address)&＃xff1a;必须将数据写入的目标地址

·值/掩码(Value/Mask)&＃xff1a;要写入上述地址的数据值(或位掩码)

参数字段(Parameter)是由位字段组成的单字节&＃xff0c;如下所示&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传·字节(bytes)&＃xff1a;以字节为单位的目标地址的宽度(1、2或4)

·标志(flags)&＃xff1a;命令行为的控制标志

·数据掩码&＃61;位3&＃xff1a;如果设置&＃xff0c;目标地址上只能覆盖特定位(否则所有位都可以覆盖)

·数据集&＃61;位4&＃xff1a;如果已设置&＃xff0c;目标地址的位将使用此标志覆盖(否则将被忽略)

可以指定一个或多个目标地址和值/位掩码对。相同的字节和标志的参数应用于命令中的所有位置。

成功后&＃xff0c;此命令将按照如下标志写入每个目标地址&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传检查数据命令

检查数据命令用于测试源地址中给定的1字节、2字节或4字节位掩码。

检查数据命令是一个大端字节数组&＃xff0c;其格式如下表所示&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传·标记(Tag)&＃xff1a;单字节字段设置为0xCF

·长度(Length)&＃xff1a;包含检查数据长度的大端字节格式的两字节字段命令(以字节为单位)&＃xff0c;包括标头

·地址(Address)&＃xff1a;要测试的源地址

·掩码(Mask)&＃xff1a;要测试的位掩码

·计数(Count)&＃xff1a;可选轮询计数;如果未指定计数&＃xff0c;则此命令无限轮询,直到满足退出条件。如果计数&＃61;0&＃xff0c;则此命令与NOP一样。

参数字段是一个由位字段组成的单字节&＃xff0c;如下所示&＃xff1a;

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2020-5-28 14:48 上传·字节(bytes)&＃xff1a;以字节为单位的目标地址的宽度(1、2或4)

·标志(flags)&＃xff1a;命令行为的控制标志

·数据掩码 (Data Mast)&＃61;位 3&＃xff1a;如果设置&＃xff0c;则只能在目标地址覆盖特定位(否则所有位都可以覆盖)

·数据集(Data Set)&＃61;位 4&＃xff1a;如果已设置&＃xff0c;目标地址的位将使用此标志覆盖(否则将被忽略)

此命令轮询源地址&＃xff0c;直到满足退出条件&＃xff0c;或者达到轮询计数。退出条件由标志确定&＃xff0c;如下所示&＃xff1a;

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2020-5-28 14:49 上传NOP 命令

此命令不起作用。NOP 命令的格式是一个大端四字节数组&＃xff0c;如下表所示&＃xff1a;

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2020-5-28 14:49 上传·标记(Tag)&＃xff1a;单字节字段设置为0xC0

·长度&＃xff1a;大端模式的两字节字段&＃xff0c;包含以字节为单位的NOP命令的长度(固定为值 4)

·未定义&＃xff1a;此字节将被忽略&＃xff0c;可以设置为任何值。

Unlock 命令

解锁命令用于防止特定功能在退出ROM被锁定。

下表显示了解锁命令的格式(在大端字节数组中)&＃xff1a;

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2020-5-28 14:49 上传下面是一个DCD的配置函数(DCD.cfg)&＃xff0c;由此可生成符合上述要求的DCD格式的文件(如dcd.c或dcd.bin)。从DCD的配置函数中可以清楚看到哪些寄存器需要配置&＃xff0c;但需要符合DCD的存储格式还是需要有个变换&＃xff0c;因此可以用NXP提供的工具来完成。比如常用的dcdgen、MCUXpresso Config Tool、MCUBootUtility。其实可以看出MCUXpresso Config Tool和MCUBootUtility只是把命令行工具dcdgen集成进了各自的GUI中。

从DCD的配置文件中可以清楚的看到&＃xff0c;SDRAM的初始化都包括哪些内容&＃xff0c;比如时钟的初始化&＃xff0c;SDRAM所用管脚的复用功能选择、管脚的属性配置、SEMC控制器的配置。

DCD.cfg

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2020-5-28 14:49 上传DCD.c

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2020-5-28 14:49 上传Dcdgen工具是个命令行工具&＃xff0c;可以生成符合DCD要求的C或Binary的代码

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2020-5-28 14:49 上传下面是MCUBootUtility中如何生成DCD.c或DCD.bin&＃xff0c;可以看到可使用已有的DCD.cfg文件&＃xff0c;也可以自定义这些寄存器。

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2020-5-28 14:49 上传下面是MCUXpresso Config Tool中如何生成DCD.c&＃xff0c;其中只能在Device Configuration Data(DCD)窗口中把要配置的寄存器、命令属性、寄存器赋值一一添加进去&＃xff0c;在Code Preview中就能看到生成的DCD.c的代码了。

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2020-5-28 14:49 上传当然除了使用上述几种工具&＃xff0c;也可以手动直接修改DCD.c的配置&＃xff0c;尤其对于同一品牌&＃xff0c;差异较小的SDRAM的配置改动&＃xff0c;其实手动修改更简单方便。

如想把当前使用的32MB SDRAM换成更便宜的8MB SDRAM&＃xff0c;如何修改DCD.c的配置呢&＃xff1f;除了修改SEMC控制器BRx寄存器中SDRAM容量的大小&＃xff0c;从32MB改为8MB&＃xff0c;根据SDRAM容量的计算可知SDRAM的容量还和列地址数、Bank数&＃xff0c;所以就要做相应的修改。

SDRAM Size(MB) &＃61; 2^(行地址数X列地址数) X BANK总数X 数据位宽 / 1024 / 1024 /8

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2020-5-28 14:49 上传也就是还要修改evkmimxrt1060_sdram_ini_dcd.c中对应的SEMC_SDRAMCR0寄存器即可。

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2020-5-28 15:02 上传当然如果要使用SDRAM debug 模式&＃xff0c;也可以直接修改mac文件中的相应寄存器配置即可&＃xff0c;如下图所示。

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2020-5-28 15:02 上传需要注意的是对于i.MX RT105x系列产品&＃xff0c;SDRAM的配置选项的列地址数没有8bit的选项&＃xff0c;因此i.MX RT105x系列的产品不支持小容量的SDRAM&＃xff0c;支持的最小SDRAM容量是16MB。

文章出处&＃xff1a;恩智浦MCU加油站