Foreword
与ST对比，i.MXRT1xxx系列的启动方式和流程都有很大不同，对比ST来说有一部分可以说相当麻烦。
Armv7-M Address Map
一般来说 0x00000000-0x1FFFFFFF的范围程序ROM的地址，SRAM都是从0x20000000-0x3FFFFFFF开始的，一般这个空间上的RAM都是片内的RAM，之后紧接着的就是片上外设的地址。0x60000000-0x7FFFFFFF一般IMXRT系列用的外部RAM都分配在这个区域
对于ST来说官方提供了BootROM，也就是常用的ISP下载，提供了BootMode，可以选择是从官方Boot启动还是自定义启动，到了F7H7的时候，直接给了用户自定义启动地址。一般来说可以从内部Flash或者官方ROM启动，视为一级启动，即可以不借助其他设备的情况下直接启动。而SRAM或者是外部Flash启动，则是二级启动，是需要提前被写好的程序引导启动的，而不能独自完成启动。
IMXRT系列基本都是没有内部Flash的，所以他们都是二级启动，需要在执行内部Flash之前，先走一次引导程序。IMXRT也同样有BootROM，也支持ISP下载等。
IMXRT Boot启动分析
不同的芯片外接的Flash芯片不同（NOR、NAND、SD Card、eMMC等），具体的Boot程序就需要先初始化芯片，让他能读写才行。这就导致了实际使用的时候要根据不同芯片，写不同的设置。如果是NAND Flash 就需要先copy到SRAM，然后才能执行，而NOR Flash就可以直接加载执行了。
同理，如果芯片没有内部SRAM，那么所用的外部RAM就也需要初始化，不过IMXRT 都是有内部SRAM的，这个问题就可以延后考虑，等系统起来以后再去初始化外部RAM什么的。
结合不同的Boot Mode、不同的Boot CFG以及Fuse中的配置，最终芯片可以通过不同的DCD配置，实现从不同的Flash中启动。
Memory Map
存储器一般可以分成8块，每块各自还有细分
0，一般是代码存储区域，片内存储，比如bootload，ICTM
1，一般是内存存储区域，片内存储，DTCM
2，一般是各种外设，寄存器地址什么的
3，如果片内内存不够用，需要扩展，那么就接在这里
4，同理，如果有外部设备，分配在这里
5，主要是内核相关的寄存器分配位置，比如滴答定时器
6，7不太常用，跳过
细分如下
从参考手册里可以看到 0x00200000-0x00217FFF这个范围被保留了，实际上是BootROM，而他之后接着的就是ITCM区域，0x80000000-0xDFFFFFFF和0x60000000-0x7F7FFFFF则是分配给外设的区域
（这个图是从野火等国内拿过来的，实际官方找不到这张图）
ROMCP是原厂的boot存储区域
RAM Bank
ITCM和DTCM以及OCRAM，三者是共享512KB的，FlexRAM机制让我们可以调整这三者所占大小。
- 但是有一点要注意，OCRAM是必须要配置的，因为实际上BOOROM启动时也需要内存，这个部分用的就是OCRAM的，而且大小也不能小于64KB
对应到ld文件，对于他们的分配，这里以配置0为例
/* Specify the memory areas */
MEMORY
{
m_flash_config (RX) : ORIGIN = 0x60000000, LENGTH = 0x00001000
m_ivt (RX) : ORIGIN = 0x60001000, LENGTH = 0x00001000
m_interrupts (RX) : ORIGIN = 0x60002000, LENGTH = 0x00000400
m_text (RX) : ORIGIN = 0x60002400, LENGTH = 0x003FDC00
/* itcm */
m_qacode (RX) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x00020000
/* dtcm */
m_data (RW) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x00020000
/* oc ram */
m_data2 (RW) : ORIGIN = 0x20200000, LENGTH = 0x00040000
}
调整SRAM有两种方式，一种是烧写Fuse改变，一种是通过动态加载修改内存分配，可以立即生效，动态加载的话，这部分最好是写在Reset中，在程序搬运内存之前就完成。
这里参考痞子衡，修改了一版给gnu arm交叉编译的
Reset_Handler:
.equ __iomux_gpr14_adr, 0x400AC038
.equ __iomux_gpr16_adr, 0x400AC040
.equ __iomux_gpr17_adr, 0x400AC044
.equ __flexram_bank_cfg, 0x55555FAA
.equ __flexram_itcm_size, 0x0 /* 0KB*/
.equ __flexram_dtcm_size, 0x9 /* 256KB*/
/* adjust sram */
CPSID I
#define FLEXRAM_CFG_ENABLE
#ifdef FLEXRAM_CFG_ENABLE
/*分配Bank，并且激活Bank配置*/
LDR R0,=__iomux_gpr17_adr
LDR R1,=__flexram_bank_cfg
STR R1,[R0]
LDR R0,=__iomux_gpr16_adr
LDR R1,[R0]
ORR R1,R1,#4
STR R1,[R0]
#ifdef FLEXRAM_ITCM_ZERO_SIZE
/*禁掉ITCM*/
LDR R0,=__iomux_gpr16_adr
LDR R1,[R0]
AND R1,R1,#0xFFFFFFFE
STR R1,[R0]
#endif
#ifdef FLEXRAM_DTCM_ZERO_SIZE
/*禁掉DTCM*/
LDR R0,=__iomux_gpr16_adr
LDR R1,[R0]
AND R1,R1,#0xFFFFFFFD
STR R1,[R0]
#endif
/*调整TCM容量*/
LDR R0,=__iomux_gpr14_adr
LDR R1,[R0]
MOVT R1,#0x0000
MOV R2,#__flexram_itcm_size
MOV R3,#__flexram_dtcm_size
LSL R2,R2,#16
LSL R3,R3,#20
ORR R1,R2,R3
STR R1,[R0]
#endif
/* default reset handle */
.equ VTOR, 0xE000ED08
ldr r0, =VTOR
ldr r1, =__isr_vector
str r1, [r0]
ldr r2, [r1]
msr msp, r2
#ifndef __NO_SYSTEM_INIT
ldr r0,=SystemInit
blx r0
#endif
Boot Devices
可以被Boot的设备也有说明：
FLEXSPI_B接口是第二优先级，所以他不能作为启动接口
Boot Mode
一般情况下其实都是从Internal Boot启动，然后再根据选择不同有了不同走向
Boot From Fuses，Fuse中存储的是关于芯片外部存储芯片的信息，从而让芯片知道该从哪个地址启动对应的外设，从而加载应用程序。
Serial Downloader也就是一般的ISP下载，由于支持的外设Flash比较多，所以具体要根据不同设备去下载对应的固件。
Internal Boot这种方式比较像Fuse，但是他多考虑了一个Boot_CFG的配置，来决定最终启动的是什么，感觉上是产品从测试阶段转向成品时方便切换Boot配置使用的，具体的要参考手册的详细说明了。
图中还有一种特殊的方式，就是从SD启动
不同的CFG最终决定不同的Flash启动
Boot Fuse
Boot Fuse的具体配置比较复杂，根据外设的不同，Fuse中的很多设置也不一样。
比如启动设备的选择就是通过BOOT_CFG的选项中确定的，他们都是引脚直接确认，而不是烧写出来的
这里可以看出来，被映射到了哪个引脚上面。启动时会从这些引脚上获取信息
配合电路上的连接，这里就很明显了
Boot 流程
这里只说NorFlash的流程，这里是原厂BOOT ROM的启动流程
1.第一步是根据引脚启动，然后时钟设置到30Mhz（低速率，为了兼容），读取配置信息，实际是从0x60000000中读取前512字节（Flash前512字节必然是配置信息）
2.从Flash中读取到对应的配置信息以后，再进行一次配置，这次其实就是提升总线速率，加载flash驱动，让这个flash可以工作在正常工作的频率下
3.Flash已经完全可用了，这时设置程序启动的地址，内存地址等等，准备开始加载启动。
对应的Flash 512字节是什么内容：
在fsl_flexspi_nor_flash.c中可以看到关于这个512字节是如何定义的
#if defined(HYPERFLASH_BOOT)
const flexspi_nor_config_t hyperflash_config =
{
.memConfig =
{
.tag = FLEXSPI_CFG_BLK_TAG,
.version = FLEXSPI_CFG_BLK_VERSION,
.readSampleClkSrc = kFlexSPIReadSampleClk_ExternalInputFromDqsPad,
.csHoldTime = 3u,
.csSetupTime = 3u,
.columnAddressWidth = 3u,
// Enable DDR mode, Wordaddassable, Safe configuration, Differential clock
.controllerMiscOption = (1u << kFlexSpiMiscOffset_DdrModeEnable) |
(1u << kFlexSpiMiscOffset_WordAddressableEnable) |
(1u << kFlexSpiMiscOffset_SafeConfigFreqEnable) |
(1u << kFlexSpiMiscOffset_DiffClkEnable),
.sflashPadType = kSerialFlash_8Pads,
.serialClkFreq = kFlexSpiSerialClk_133MHz,
.sflashA1Size = 64u * 1024u * 1024u,
.dataValidTime = {16u, 16u},
.lookupTable =
{
// Read LUTs
FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_DDR, FLEXSPI_8PAD, 0xA0, RADDR_DDR, FLEXSPI_8PAD, 0x18),
FLEXSPI_LUT_SEQ(CADDR_DDR, FLEXSPI_8PAD, 0x10, DUMMY_DDR, FLEXSPI_8PAD, 0x06),
FLEXSPI_LUT_SEQ(READ_DDR, FLEXSPI_8PAD, 0x04, STOP, FLEXSPI_1PAD, 0x0),
},
},
.pageSize = 512u,
.sectorSize = 256u * 1024u,
.blockSize = 256u * 1024u,
.isUniformBlockSize = true,
};
#else
const flexspi_nor_config_t Qspiflash_config =
{
.memConfig =
{
.tag = FLEXSPI_CFG_BLK_TAG,
.version = FLEXSPI_CFG_BLK_VERSION,
.readSampleClkSrc = kFlexSPIReadSampleClk_LoopbackInternally,
.csHoldTime = 3u,
.csSetupTime = 3u,
.deviceModeCfgEnable = true,
.deviceModeType = 1,//Quad Enable command
.deviceModeSeq.seqNum = 1,
.deviceModeSeq.seqId = 4,
.deviceModeArg = 0x000200,//Set QE
.deviceType = kFlexSpiDeviceType_SerialNOR,
.sflashPadType = kSerialFlash_4Pads,
.serialClkFreq = kFlexSpiSerialClk_100MHz,//80MHz for Winbond, 100MHz for GD, 133MHz for ISSI
.sflashA1Size = 4u * 1024u * 1024u,//4MBytes
.dataValidTime = {16u, 16u},
.lookupTable =
{
// //Fast Read Sequence
// [0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x0B, RADDR_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x18),
// [1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(DUMMY_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x08, READ_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x08),
// [2] = FLEXSPI_LUT_SEQ(JMP_ON_CS, 0, 0, 0, 0, 0),
//Quad Input/output read sequence
[0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0xEB, RADDR_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x18),
[1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(DUMMY_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x06, READ_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x04),
[2] = FLEXSPI_LUT_SEQ(0, 0, 0, 0, 0, 0),
//Read Status
[1*4] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x05, READ_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x04),
//Write Enable
[3*4] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x06, STOP, 0, 0),
//Write status
[4*4] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x01, WRITE_SDR, FLEXSPI_1PAD, 0x2),
},
},
.pageSize = 256u,
.sectorSize = 4u * 1024u,
};
#endif
接着就是Image相关的内容，比如向量表、程序所在位置以及可能的外设配置和驱动
这里前三个数据都存在fls_flexspi_nor_boot.c中
/*************************************
* IVT Data
*************************************/
typedef struct _ivt_ {
/** @ref hdr with tag #HAB_TAG_IVT, length and HAB version fields
* (see @ref data)
*/
uint32_t hdr;
/** Absolute address of the first instruction to execute from the
* image
*/
uint32_t entry;
/** Reserved in this version of HAB: should be NULL. */
uint32_t reserved1;
/** Absolute address of the image DCD: may be NULL. */
uint32_t dcd;
/** Absolute address of the Boot Data: may be NULL, but not interpreted
* any further by HAB
*/
uint32_t boot_data;
/** Absolute address of the IVT.*/
uint32_t self;
/** Absolute address of the image CSF.*/
uint32_t csf;
/** Reserved in this version of HAB: should be zero. */
uint32_t reserved2;
} ivt;
const ivt image_vector_table = {
IVT_HEADER, /* IVT Header */
0x60002000, /* Image Entry Function */
IVT_RSVD, /* Reserved = 0 */
(uint32_t)DCD_ADDRESS, /* Address where DCD information is stored */
(uint32_t)BOOT_DATA_ADDRESS, /* Address where BOOT Data Structure is stored */
(uint32_t)&image_vector_table, /* Pointer to IVT Self (absolute address */
(uint32_t)CSF_ADDRESS, /* Address where CSF file is stored */
IVT_RSVD /* Reserved = 0 */
};
boot data 主要是定义了flash启动的空间和大小
const BOOT_DATA_T boot_data = {
FLASH_BASE, /* boot start location */
(FLASH_END-FLASH_BASE), /* size */
PLUGIN_FLAG, /* Plugin flag*/
0xFFFFFFFF /* empty - extra data word */
};
dcd数据比较多，关系到各种外设的初始配置，特别是RAM，建议直接使用工具生成
const uint8_t dcd_sdram[1072] = {
/*0000*/ 0xD2,
0x04,
0x30,
0x41,
0xCC,
0x03,
0xAC,
0x04,
0x40,
0x0F,
...
}
Summary
到这里基本整体的启动流程就看完了，这部分是NXP和ST不同的地方，至于分散加载什么的已经分析过了
Quote
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