痞子衡嵌入式：恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU啟動那些事（10.A）- FlexSPI NAND啟動時間(RT1170)

　　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恩智浦i.MX RT1170 FlexSPI NAND啟動時間。

　　本篇是 i.MXRT1170 啟動時間評測第四彈，前三篇分別給大家評測了 Raw NAND 啟動時間（基于 MIMXRT1170-EVK_Rev.B）、Serial NOR 啟動時間（基于 MIMXRT1170-EVB_Rev.A2）、1bit SPI NOR 恢復啟動時間（基于 MIMXRT1170-EVK_Rev.C）。最近痞子衡剛寫了篇 《i.MXRT從Serial NAND啟動》，趁熱打鐵，索性在新板卡 MIMXRT1170-EVKB_Rev.B 上再測一下 Serial NAND 的啟動時間（這里指在 ITCM 執行，暫不考慮在 SDRAM 執行）。

一、準備工作

1.1 知識儲備

　　除了依賴的底層外設類型不同之外，Serial NAND 啟動流程與 Raw NAND 啟動流程幾乎是一致的，因為存儲介質角度而言兩者都是 NAND。我們知道 NAND 中僅能放置 Non-XIP Application，其不支持原地執行，所以需要 BootROM 來完成 Application 拷貝工作（從 NAND 到 ITCM），為了輔助 BootROM 完成工作，我們需要在 NAND 中放一些特殊數據（即下面的 FCB, DBBT, IVT）。

　　BootROM 首先從 NAND 中讀取 FCB（此時是利用 eFuse 0x940 和 0xC80 里的簡化時序配置選項），FCB 中含有三類信息：用戶設置的完整時序配置數據(可選的)、DBBT 位置，IVT 位置。BootROM 首先會檢查是否存在完整時序配置數據，如果有，則使用這個數據重新配置 NAND 訪問時序。然后 BootROM 會繼續獲取 DBBT 數據，獲知當前 NAND 的壞塊信息，接下來便是根據 IVT 信息獲取 Application 數據完成拷貝（拷貝過程中需要避開壞塊）。

1.2 時間界定

　　關于時間起點和終點，參考《FlexSPI NOR啟動時間》 里的1.2節，方法保持一致。EVKB_Rev.B 上時間起點位置 POR 直接引到了 J92-2，無需額外飛線了，不過這個點位有很多電容，會導致電壓上升時間緩慢，影響起點選擇，后面會特別備注。

1.3 制作應用程序

　　關于應用程序制作，參考《SEMC NAND啟動時間》 里的1.3節。這次測試對長度方面做一些優化，代碼改動后的測試工程編出來大小是 21516 bytes，我們可以用二進制編輯器打開 .bin 文件在后面直接插入一些數據將其湊整成 24KB，按此方法可以多做幾個不同長度的 image。

1.4 下載應用程序

　　應用程序的下載需借助痞子衡開發的 NXP-MCUBootUtility 工具（v5.2.1版本及以上），我們需要對 EVKB 板卡做一些改動，將原 U23 - NOR Flash 改為 GigaDevice GD5F1GQ5UEYIG。

　　翻看 GD5F1GQ5UEYIG 的數據手冊，它的總容量是 1Gb，Page Size 是 2KB，最高速度可達 133MHz，因此使用 NXP-MCUBootUtility 下載時做如下配置（不同測試，我們僅需調整 Max Frequency 選項即可）：

1.5 示波器抓取信號

　　一切準備就緒，可以用示波器抓 NAND 啟動時間了。這次痞子衡偷了個懶，就測量兩路信號，通道一監測主芯片 POR 信號，通道二監測 LED GPIO 信號。

二、開始測試

2.1 測試結果

　　在公布結果之前，痞子衡先帶大家分析一下示波器抓取的啟動時間波形，方便大家理解后續表格里的各項組成。POR 信號電壓上升時間比較緩慢，其供電來自于 VDD_1V8，我們時間起點暫取其標準有效值 70% - 1.2V 處。

　　現在讓我們看結果吧，痞子衡基于 Flash 速度和 App 長度組合做了很多測試，結果如下表所示（注：表中結果都是在 50M 次/秒的采樣率下所得）：

2.2 結果修正

　　啟動時間包含 BootROM 和 BootFlash 時間，因為這次測試痞子衡沒有拉出 NAND CS# 信號，所以無法直接測量出 BootROM 時間，但是可以根據結果推算，選取 24KB 和 240KB 在 30MHz 下測試的兩組結果：

BootROM_time + 24KB_60MHz_BootFlash_time  = 9.86ms
BootROM_time + 240KB_60MHz_BootFlash_time = 29.46ms
24KB_60MHz_BootFlash_time * 10 = 240KB_60MHz_BootFlash_time（假定）

得出 BootROM_time = 7.68ms

　　前幾篇測試痞子衡得到的 BootROM 時間都是 6.9ms，看來時間起點 POR 按 70% VDD_1V8 的選擇偏早，應該要往后再移一些，如果修正結果的話，那上表里的所有結果全部要再減去 （7.68-6.9）ms 才是更精確的啟動時間結果。

　　至此，恩智浦 i.MX RT1170 FlexSPI NAND 啟動時間痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

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