痞子衡嵌入式：把玩i.MXRT1062 TencentOS Tiny EVB_AIoT開發板（2） - 在Flash調試及離線啟動

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是i.MXRT1062 TencentOS Tiny EVB_AIoT開發板在Flash調試與離線啟動。

　　騰訊 TencentOS 團隊于2021年12月8日聯合恩智浦半導體、安謀科技發起了一個線上開發者活動 - TencentOS Tiny AIoT 應用創新大賽。為了這個大賽，騰訊 TencentOS 團隊聯合恩智浦半導體、厚德物聯網設計了一款高性能 AIoT 評估板，用于 TencentOS tiny 基礎內核和 AIoT 應用功能體驗和評估。

大賽主頁：https://cloud.tencent.com/developer/competition/introduction/10032

　　痞子衡受邀為這個大賽準備一場直播課程（12月30日晚7點），主題是板載主控恩智浦 i.MXRT1062 芯片快速開發指南，由于課程時間限定在40分鐘，要講的內容又比較多，注定只能走馬觀花，所以這個系列文章就圍繞 EVB_AIoT 開發板給這場直播做一個鋪墊和補充。上一篇我們講了《開發環境搭建與點燈》，本文是第二篇，我們來講講在 Flash 調試與離線啟動：

一、跑通串口打印

　　上一篇文章我們借助板載 DAP-Link 調試器在芯片內部 RAM 里以在線調試的方式跑通了最入門的點燈實驗，今天我們換個同樣也非常經典的串口打印例程，恩智浦 SDK 包里有模板工程（記得用 MCUXpresso IDE 導出）：

串口例程：\SDK_2.10.1_EVK-MIMXRT1060\boards\evkmimxrt1060\demo_apps\hello_world

　　hello_world 模板工程里使能的是 i.MXRT1062 UART1（管腳是 GPIO_AD_B0[13:12]]），我們查看 EVB_AIoT 板原理圖，這兩個 UART1 信號同樣被引了出來（即下圖 AT_PC_UART 信號），不過用了模擬開關 BCT4699 做了切換設計，這里我們需要改一下默認設置，將母板上 SW1 開關撥到 1-2，這樣 UART1 就被連到了板載調試器虛擬串口上：

1. 開關 SW1 選擇 2-3（出廠默認設置）：
   - 母板接插無線模塊連通母板 DAP-Link 調試器虛擬串口 
2. 開關 SW1 選擇 1-2：
   - 子板主控 UART2 連通母板接插無線模塊
   - 子板主控 UART1 連通母板 DAP-Link 調試器虛擬串口

　　雖然不用更改 hello_world 模板工程的源代碼，但是我們還是要按照第一篇文章《開發環境搭建與點燈》第 2.3 小節里指示在工程屬性里勾選上 Link application to RAM 選項，此外還要調整一下工程屬性 Memory details 窗口里 SRAM_DTC 的位置，不同于 led_blinky 模板工程默認用 SRAM_DTC 作主鏈接 RAM，這個 hello_world 模板工程默認是用外接 SDRAM 作為主鏈接 RAM，這個會涉及 SDRAM 初始化腳本加載問題，我們先不考慮這個問題，直接將 RAM3 移動到 RAM 位置：

　　改完后編譯工程，使用板載 DAP-Link 下載工程調試，然后用串口調試助手軟件打開板載 DAP-Link 調試器虛擬出的 mbed Serial Port，在 IDE 里按 F8（Resume）鍵讓程序跑起來，這時候應該能看到 'hello world.' 的打印輸出。

二、i.MXRT1062 離線啟動

　　目前為止，我們跑的兩個例程 led_blinky 和 hello_world 均是在 i.MXRT1062 內部 TCM 里在線調試，板子斷電后程序就丟失了。那么如何去使能離線啟動呢？

　　這里就開始涉及 i.MXRT1062 啟動話題了，建議先通讀痞子衡舊文《i.MXRT Boot簡介》。i.MXRT1062 內部并沒有非易失性代碼存儲器，所以你會在 EVB_AIoT 子板上看到有兩顆華邦 W25Q64JVSIQ Flash，一顆連到了芯片 FlexSPI1 外設（管腳 GPIO_SD_B1[11:06]，這并不是唯一的啟動連接 pinmux 選擇，詳見《i.MXRT1060 FlexSPI NOR啟動連接方式大全》），另一顆連到了芯片 LPSPI3 外設（管腳 GPIO_AD_B0[3:0]），這兩顆 Flash 都可以用于存儲應用程序代碼去啟動，只不過前一種連接方式能支持 XiP，后者不支持 XiP，一般情況下我們更多是用 FlexSPI 連接的 NOR Flash 去做離線啟動：

　　i.MXRT1062 的啟動工作主要是由固化在芯片內部的 ROM bootloader 來實現的，因為 ROM bootloader 在設計時要求支持非常多種類的存儲器（串并行NOR/串并行NAND/SD卡/eMMC等）去啟動，所以其定義了一套啟動頭來輔助啟動，詳見《i.MXRT Bootable image格式與加載》一文。

　　對于連接在 FlexSPI 外設上的串行 NOR Flash，其至少需要三個啟動頭，包括 qspiflash_config、image_vector_table、boot_data，它們需要被燒寫到 Flash 中的固定偏移位置：0x0、0x1000、0x1020，這三個啟動頭已經在模板工程目錄 xip 文件夾里的源文件里了。image_vector_table、boot_data 頭正常不需要改動，qspiflash_config 頭因連接的 Flash 而異：

三、MCUXpresso IDE下在Flash調試

　　要實現在 Flash 調試，首先 IDE 要能把應用程序下載進 Flash，其次被下載的應用程序要能夠從 Flash 中正常啟動。前者需要一個合適的 Flash 下載算法（請閱讀《MCUXpresso IDE串行NOR Flash下載算法》一文），后者需要正確的啟動頭以及芯片啟動模式設置（請閱讀《MCUXpresso IDE下在線調試時使用不同復位策略的現象總結》一文）。

　　板級設置方面只需要檢查下子板上的 J2 撥碼開關狀態是不是 1-off, 2-on，即主控芯片 BOOT_MODE[1:0] 為 2'b10 - 從 Flash 啟動模式，注意這個 J2 撥碼開關的設置僅 POR 復位有效。

　　因為 EVB_AIoT 板上使用的這顆華邦 W25Q64JVSIQ 與恩智浦官方 MIMXRT1060-EVK 評估板上使用的芯成 IS25WP064AJBLE 特性類似，均是符合 JESD216A 標準的四線串行 NOR Flash，而且管腳連接也一致，所以它倆對于 i.MXRT 來說下載算法和啟動頭是一樣的，我們不需要做任何改動，直接使用模板工程配置就行了。

　　在 MCUXpresso IDE 工程里去掉 Link application to RAM 選項，再檢查下 LinkServer flash driver 的設置，這個默認 MIMXRT1060_SFDP_QSPI.cfx 下載算法直接可以用于下載調試 EVB_AIoT 子板上的華邦 Flash。試試看你可以在 Flash 里單步調試這個 hello_world 例程的。

四、獨立燒錄工具

　　除了在 MCUXpresso IDE 里通過調試器去下載程序進 Flash 啟動，恩智浦還提供了獨立的上位機工具來完成程序燒錄，這主要借助了 i.MXRT1062 的 ROM bootloader 以及二級 Flashloader 設計，這個功能不是依靠 SWD 調試口來下載程序，而是主控芯片上指定的 UART1（GPIO_AD_B0[13:12]）或者 USB OTG1 口去下載。

　　EVB_AIoT 母板上將 USB OTG1 信號引到了 PCIe 接頭上，所以我們不方便用 USB 口去下載程序，只能用連到母板板載 DAP-Link 調試器虛擬串口上的 UART1 去下載了（這也是第一小節跑通串口打印例程的用意，確認下串口沒問題）。

　　使用獨立燒錄工具下載前，必須先將子板上的 J2 撥碼開關狀態設為 1-on, 2-off，即主控芯片 BOOT_MODE[1:0] 為 2'b01 - 串行下載模式，再次提醒這個 J2 撥碼開關的設置僅 POR 復位有效。下載完成后需要將 J2 切回到 1-off，2-on 看芯片啟動效果。

　　獨立燒錄軟件均支持常見的應用程序鏡像文件格式（.elf/.axf/.srec/.hex/.bin），你隨便用哪種格式都可以完成下載，非常方便。

4.1 MCUBootUtility

下載地址1：https://github.com/JayHeng/NXP-MCUBootUtility/releases/tag/v3.4.0

下載地址2：https://github.com/NXPmicro/mcu-boot-utility/releases/tag/v3.4.0

4.2 MCUXpresso Secure Provisioning Tool

下載地址：https://www.nxp.com/design/software/development-software/mcuxpresso-software-and-tools-/mcuxpresso-secure-provisioning-tool:MCUXPRESSO-SECURE-PROVISIONING