芯耀
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大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是多個(gè)i.MXRT共享一顆Flash啟動(dòng)的方法。
有些特殊的客戶應(yīng)用會(huì)采用多顆 i.MXRT 芯片設(shè)計(jì)一主多從的硬件架構(gòu)（目的不一，或仿多核 MCU 系統(tǒng)、或拓展 GPIO 數(shù)量），因?yàn)?i.MXRT 片內(nèi)無(wú)非易失性存儲(chǔ)器，這時(shí)候?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)配置合適的啟動(dòng)設(shè)備保證每個(gè) i.MXRT 都能加載程序正常啟動(dòng)是頭等大事。
因?yàn)?i.MXRT 支持的啟動(dòng)設(shè)備類型眾多，此處我們暫討論連接在 FlexSPI 外設(shè)上的 NOR Flash 作為啟動(dòng)設(shè)備。熟悉 i.MXRT 的 朋友都知道，其片內(nèi) ROM 功能強(qiáng)大，這種情況下系統(tǒng)可采用的 Flash 連接啟動(dòng)方式并不單一，今天痞子衡就和大家討論下這個(gè)話題并且給大家介紹一種創(chuàng)新方法：
- Note：本篇是上篇，主要介紹理論方法，下篇為具體實(shí)踐。
一、多i.MXRT系統(tǒng)啟動(dòng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 每個(gè)i.MXRT獨(dú)享一個(gè)Flash
首先介紹得是大家直覺(jué)里第一反應(yīng)的方案，那就是每個(gè) i.MXRT 都有專屬 Flash，互不干擾，這種方案沒(méi)啥好說(shuō)的，就是簡(jiǎn)單粗暴，但是它也有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)：
- 優(yōu)點(diǎn)：
1. 系統(tǒng)啟動(dòng)快，多 i.MXRT 同時(shí)啟動(dòng)
2. 每個(gè) i.MXRT 均可以 XiP 啟動(dòng)
3. 每個(gè) i.MXRT 單獨(dú)更新專屬 Flash（可同時(shí)進(jìn)行，OTA 加速且程序版本管理簡(jiǎn)單）
- 缺點(diǎn)：
1. 硬件設(shè)計(jì)稍復(fù)雜，PCB 面積大，F(xiàn)lash 數(shù)量多導(dǎo)致成本高
2. 程序燒寫流程增多（需燒寫多顆 Flash），量產(chǎn)不便
1.2 僅主i.MXRT連接一個(gè)Flash
當(dāng)主從系統(tǒng)里從 i.MXRT 數(shù)量多到一定程度，上述方法里的缺點(diǎn)就被無(wú)限放大了，F(xiàn)lash 數(shù)量扎眼，量產(chǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這時(shí)候項(xiàng)目經(jīng)理一定會(huì)跳出來(lái)讓你降成本（Flash成本，產(chǎn)線時(shí)間成本），于是你就開始想辦法減少 Flash 數(shù)量。
此時(shí)我們可以借助 i.MXRT 的 ROM ISP 功能，由主 i.MXRT 先啟動(dòng)運(yùn)行 Flash 里的 bootloader ，然后由 bootloader 來(lái)讀取 Flash 里的應(yīng)用程序并通過(guò) ISP 接口直接加載到從 i.MXRT 的內(nèi)部 SRAM 里運(yùn)行（多個(gè)從 i.MXRT 可按序串行下載也可并行下載，從 bootloader 設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)一般是按序串行下載），當(dāng)然這種方式同樣有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)：
- 優(yōu)點(diǎn)：
1. 簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，PCB 面積減小，僅需一顆 Flash
2. 簡(jiǎn)化了程序燒寫流程（僅需燒寫一顆 Flash），方便量產(chǎn)
- 中性：
1. 僅有主 i.MXRT 可以 XiP 啟動(dòng)，從 i.MXRT 都只能 Non-XiP 啟動(dòng)
2. 主 i.MXRT 統(tǒng)一負(fù)責(zé) OTA 升級(jí)任務(wù)（loading 較大）
- 缺點(diǎn)：
1. 需要額外設(shè)計(jì)符合 ROM ISP 協(xié)議的 bootloader 讓主 i.MXRT 執(zhí)行去加載從 i.MXRT 程序
2. 整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)（如果從 i.MXRT 程序由 bootloader 按序串行下載，UART 接口速度慢）
3. 如果從 i.MXRT 程序不同，F(xiàn)lash 里會(huì)分區(qū)域存儲(chǔ)不同程序，帶來(lái)復(fù)雜的 OTA 版本管理問(wèn)題
二、一種共享Flash啟動(dòng)的創(chuàng)新方法
上述改進(jìn)方法達(dá)到了降硬件成本的目的，但是也帶來(lái)了一個(gè)無(wú)法避免的系統(tǒng)整體啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題（bootloader 實(shí)現(xiàn) ROM ISP 功能如果選擇 USB 接口，需要額外加 Hub，還是存在硬件成本問(wèn)題；如果選擇 UART 接口，速度較低，程序加載時(shí)間無(wú)法忍受）。
有沒(méi)有更好的方法？痞子衡既然這么問(wèn)了，那就一定是有！我們可以創(chuàng)新地把一顆 Flash 同時(shí)連到多個(gè) i.MXRT 上，主 i.MXRT 能夠控制所有從 i.MXRT 的 POR_B 電平。系統(tǒng)上電，主 i.MXRT 先 Non-XIP 啟動(dòng)，然后主 i.MXRT 逐一釋放從 i.MXRT 的 POR_B 讓它們分時(shí)占用 Flash 去 Non-XIP 啟動(dòng)，現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)分析下它的優(yōu)缺點(diǎn)：
- 優(yōu)點(diǎn)：
1. 簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，PCB 面積減小，僅需一顆 Flash
2. 簡(jiǎn)化了程序燒寫流程（僅需燒寫一顆 Flash），方便量產(chǎn)
- 中性：
1. bootloader 可有可無(wú)，即使有也非常簡(jiǎn)單，無(wú)需承擔(dān)程序加載任務(wù)
2. 整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間可控（分時(shí)復(fù)用 Flash 啟動(dòng)，F(xiàn)lexSPI 接口加載速度較高）
3. 系統(tǒng)里僅有一個(gè) i.MXRT（可主可從）可以 XiP 啟動(dòng)，其余 i.MXRT 都只能 Non-XiP 啟動(dòng)
4. 每個(gè) i.MXRT 均可承擔(dān) OTA 升級(jí)任務(wù)，具有一定靈活性
- 缺點(diǎn)：
1. 如果從 i.MXRT 程序不同，F(xiàn)lash 里會(huì)分區(qū)域存儲(chǔ)不同程序，帶來(lái)復(fù)雜的 OTA 版本管理問(wèn)題
至此，多個(gè)i.MXRT共享一顆Flash啟動(dòng)的方法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
