原创 IMX.RT1050调试心得

对于IMX.RT1050芯片的介绍，网上已经有一些了，最近这款芯片这么火的原因是600M的主频，价格却在3美元左右，性能和A7差不多。它的双精度浮点运算单元，高速计算能力，刚好适合写运动控制算法，所以公司开始投入人力搭建这款芯片的软件平台。本文只写技术要点，所以一些基本的MDK和单片机知识都没有提及。

        这款单片机有好多种启动方式，SD卡、SPI FLASH、并行NORFLASH、并行NANDFLASH、USB、串口等，下面主要介绍外挂FlexSPI flash加载调试的心得。在介绍这之前先说说CMSIS-DAP调试器的使用注意事项。

       一、CMSIS-DAP调试注意事项

       NXP官方的评估板，上电使用CMSIS-DAP调试工具调试官方例程helloword，发现CMSIS-DAP调试很不稳定，不断摸索，终于找到原因。一定要认真看官方提供的手册，在MIMXRT1050EVKHUG.pdf文档中，有这么一句话很重要，截图如下：

        画红框的这句话意思就是使用CMSIS-DAP在线调试时，一定要把板的boot启动模式切换到串行boot模式 ，下图是boot启动模式的各种管脚配置：

        如红框中所示，把板上拨码开关SW7-3和SW7-4跳成01，CMSIS-DAP调试时就稳定了。

        二、CMSIS-DAP进入U盘模式把BIN文件烧录到Hyper Flash方法

        官方评估板集成了CMSIS-DAP调试工具，该调试工具有三个功能：虚拟串口、在线调试、U盘模式烧录固件到HyperFlash。下面是使用U盘模式烧录固件的方法：
      （1）评估板boot模式切换到串行下载模式，即拨码开关SW7-3和SW7-4配置成01；
      （2）J27跳线帽跳到1-2脚，USB线供电后按下SW4按键，这样PC上会出现一个U盘符；
      （3）官方例程中的helloworld工程选择

       （4）编译生成的hello_world.bin文件复制到刚才的U盘中；
       （5）把拨码开关SW7-3和SW7-4配置成10，即boot使用HyperFlash启动方式；
       （6）按下SW3键复位整板，就可以运行helloworld程序了。

        三、评估板下载到HyperFlash调试的方法

        HyperFlash加载算法，MDK已经提供了，这里使用官方例程中的Helloworld为例，对MDK的详细配置进行说明，调试器使用评估板自带的CMSIS-DAP，具体方法如下：
      （1）使用MDK5.23以上的版本打开官方例程，代码路径为SDK_2.3.0_EVK-MIMXRT1050\boards\evkmimxrt1050\demo_apps\hello_world\mdk；
      （2）选择如下图所示的工程进行编译，这个工程就是烧录到HyperFlash的工程：

        （3）对DEBUG中的调试器及MDK加载到HyperFlash的算法进行配置，如下图所示：

       点击Settiing进入调试器配置，下图红框中的配置很重要，如果选择不对，会导致无法下载

        下图中的RAM大小配置成0x8000，这个是用来运行MDK集成的烧录HyperFlash算法的，空间小了会导致运行失败，切记

        （4）配置MDK中的LOAD设置，如下图所示：

        Update Target before Debugging不能勾选，勾选之后无法进行DEBUG调试，后面会详细介绍DEBUG调试方法；
      （5）评估板上电，插上USB下载线，boot模式使用串口下载模式或者HyperFlash模式都可以，即配置拨码开关SW7为0101或0110,然后点击LOAD按钮就可以把代码烧录到HyperFlash中了；
      （6）配置boot模式为HyperFlash模式，复位评估板就可以在串口终端上看到hello world输出了。现实是这里还看不到终端输出，因为IVT还没有烧录到flash里，后面介绍为什么要这么做；
     （7）保留第六步里的boot模式，复位评估板，然后点击DEBUG按钮就可以在flash里在线调试代码了；
     （8）想要flash里的代码运行起来，还必须烧录IVT和512字节的加载头，这个在开发手册第八章有详细的介绍，这里我只简单说下IVT每个字段的含义：

     volatile const uint32_t_ivt[]  __attribute__((at(0X60001000))) = {

（9）512字节的加载头，好像是用来设置flash的一些运行参数的，具体在手册8.6有详细的介绍，这里只贴上需要填充的数据
   static const uint32_tboot_data[] __attribute__((at(0X60000000))) = {

（10）把上面两段C代码添加到helloworld.c文件里一起编译，就可以把整个程序镜像烧录到HyperFlash中了，到这里复位评估板，就可以在串口终端上看到hello world了。

四、flashloader烧录固件到hyperflash方法

  flashloader最终烧录用到的固件是SB格式的镜像文件，下面介绍SB文件生成的方法：
        （1）从NXP官网下载Flashloader_i.MXRT1050_1.0_GA.zip工具，可以直接从NXP官网下载Flashloader_i.MXRT1050_1.0_GA.zip 
        （2）解压文件到当前目录，在doc文件夹下放着关于flashloader的使用手册，这里我们直接看i.MX MCU Manufacturing User's Guide.pdf的7.2.1章节生成SB文件的部分；
        （3）用MDK编译器编译出SREC格式的可执行文件，它是用于生成SB文件的原始固件，这里我们以官方例程helloworld为例，用MDK编译出helloworld.srec固件，步骤如下：
                 1、打开官方例程中的helloworld工程，路径如下SDK_2.3.0_EVK-MIMXRT1050\boards\evkmimxrt1050\demo_apps\hello_world\mdk；
                 2、选择hello_world Flexspi_nor_release目标工程，如下图所示：

3、用fromelf.exe方法生成helloworld.srec固件，SREC格式即常用的S19格式的可执行文件，直接在MDK里配置，如下图红框所示：
                       fromelf.exe --m32combined  --output  "$L@L.srec"  "#L"

（4）用flashloader里的elftosb.exe工具把helloworld.srec固件生成helloworld.sb烧录文件
                 1、在DOS命令窗口里用\Flashloader_RT1050_1.0\Tools\elftosb\win\elftosb.exe工具把helloworld.srec文件生成helloworld.bin和helloworld_nopadding.bin两个文件，生成过程中需要用到Flashloader_RT1050_1.0\Tools\bd_file\imx10xx\imx-flexspinor-normal-unsigned.bd文件，DOS窗                        口中输入的命令如下：
                      elftosb.exe -f imx -V -c ../../bd_file/imx10xx/imx-flexspinor-normal-unsigned.bd -o helloworld.bin ../../../../SDK_2.3.0_EVK-MIMXRT1050/boards/evkmimxrt1050/demo_apps/hello_world/mdk/flexspi_nor_release/hello_world.srec
                      在elftosb.exe所在的目录下就会生成helloworld.bin和helloworld_nopadding.bin两个文件，DOS命令截图如下所示：

2、继续用elftosb.exe工具把helloworld_nopadding.bin文件生成helloworld.sb文件，生成过程需要用到Flashloader_RT1050_1.0\Tools\bd_file\imx10xx\program_flexspinor_image_hyperflash.bd文件，DOS窗口中输入的命令如下：
                       elftosb.exe -f kinetis -V -c ../../bd_file/imx10xx/program_flexspinor_image_hyperflash.bd -o helloworld.sb helloworld_nopadding.bin
                       在elftosb.exe所在的目录下就会生成helloworld.sb文件，DOS命令截图如下所示：

（5）烧录helloworld.sb镜像到hyperflash
                1、评估板J1跳线帽跳到3/4，USB线接到J9，SW7拨码开关设置为串口下载模式0101，USB线通过USB HUB连接到PC机，打开Flashloader_RT1050_1.0\Tools\mfgtools-rel\MfgTool2.exe，看到如下所示界面：

2、把Flashloader_RT1050_1.0\Tools\elftosb\win\helloworld.sb拷贝到Flashloader_RT1050_1.0\Tools\mfgtools-rel\Profiles\MXRT105X\OS Firmware\目录下，并把helloworld.sb名字改成boot_image.sb；
               3、点击MfgTool2.exe工具的start，开始烧录，烧录完成后如下图所示：

（6）评估板J1跳线帽跳到5/6，USB线接到J28，SW7拨码开关设置为串口下载模式0110，从hyperflash启动，PC上打开串口终端工具，会看到hello world字符串，说明烧录成功。

五、non-xip固件生成步骤

    官方评估板的代码一般在hyperflash中直接执行，这种执行方式叫xip，但是hyperflash的运行速度相比于ITCM，还是慢了许多，所以有时候我们希望把固件存放在hyperflash中，但是启动的时候把hyperflash中的固件拷贝到ITCM中再运行，以便提高代码的执行速度，下面开始介绍固件生成步骤：

1、修改MDK/Linker中的分散加载文件的中断向量地址，即MIMXRT1052xxxxx_ram.scf文件里的地址修改后如下

#define m_interrupts_start             0x00002000  

#define m_interrupts_size              0x00000400

#define m_text_size                       0x0001DC00

也就是把固件从0x2000地址开始加载，0~0x2000这段地址存放boot的控制信息。

2、MDK/Linker中Misc Controls添加 --entry=Reset_Handler，MDK默认生成的入口地址不是我们以为的Reset_Handler，而是__main，初始化RW和ZI段数据等操作后，再跳转到用户定义的main函数。查看Reset_Handler源码可知道，Reset_Handler依次设置了中断向量表，调用SystemInit，之后再调用了__main，所以需要告知BOOT ROM需要从Reset_Handler开始运行。

3、用fromelf.exe方法生成*.srec固件，生成方法参看上文的第四章节。

4、用flashloader里的elftosb.exe工具把*.srec固件生成*.sb烧录文件，生成方法参看上文的第四章节。这里生成的是non-xip，所以和第四章中使用的工具有不一样的地方，这里说明下：

（1）*.srec生成*.bin的时候使用的bd工具是imx-itcm-unsigned.bd，即固件最后是要在ITCM中运行的，由于默认的imx-itcm-unsigned.bd中的地址配置是imx板的，所以我们要打开这个文件，把里面的内容修改为如下地址，

options {
    flags = 0x00;
    startAddress = 0x0;
    ivtOffset = 0x1000;
    initialLoadSize = 0x2000;

}

那么完整的命令格式是elftosb.exe -f imx -V -c ../../bd_file/imx10xx/imx-itcm-unsigned.bd -o interpolation.bin ../../../../../code/project/Objects/interpolation.srec，这样就生成了interpolation.bin 和interpolation_nopadding.bin两个文件

（2） *.bin文件生成*.sb文件，完整命令格式是elftosb.exe -f kinetis -V -c ../../bd_file/imx10xx/program_flexspinor_image_hyperflash.bd -o interpolation.sb interpolation_nopadding.bin

（3）把*.sb文件用MfgTool2.exe工具烧录到hyperflash中，具体方法参看第四章。