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HPM6750 从 XPI0 CB 端口启动
发布日期:2024-01-09 12:36     点击次数:168

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背 景

在我的某个项目中由于希望把板子做的小一点,所以选择了 BGA196 封装的 HPM6750IAN2 芯片,在画板子的过程中,注意到相比 BGA289 封装的 HPM6750IVM2 芯片,其并没有引出 XPI0 CA 端口的引脚,如下图所示。所以最后选择了 XPI0 的 CB 端口用于连接 NOR Flash。

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部分引脚复用功能(来源:HPM6750数据手册)

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XPI 部分原理图

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问 题

在 HPM6750EVKMINI 评估板中使用了 XPI0 CA 端口作为连接串行 NOR Flash 的引脚(芯片的默认配置),在芯片上电启动的过程中,芯片内部的 BootROM 会根据 OTP 配置初始化 XPI 控制器,从 Flash 0x400 的地址读取 XPI NOR 配置选项,并按照读取的配置选项将 XPI 配置为指定的工作模式,然后重新检测 Flash 是否存在,从 Flash 中加载镜像完成剩余启动步骤。

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因此为了实现从 XPI0 CB 端口启动,我们需要修改 OTP 中的对应字段和启动镜像中的 XPI NOR 配置选项。

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OTP 烧写

通过查阅 HPM6750 的参考手册,发现控制 BootROM 启动时指定 Flash 连接方式的为以下几个字段:

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因此在本例中,需要仅需修改 XPI_PORT_SEL 字段为 1,让 BootROM 从 CB_CS0 端口启动即可。

将 BOOT 拨码开关调至 BOOT_MODE[1:0]=0b10,以 ISP 模式启动,将 USB0 连接至 PC,然后打开 HPMicro 量产工具,选择对应的 USB 设备点击 连接,连接成功后如下图所示。

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注意:OTP 操作需谨慎!!!OTP 操作需谨慎!!!OTP 操作需谨慎!!!在 OTP 操作 ⻚⾯中,点击 刷新 读取当前芯⽚中 OTP 的数据,看到 Word 24 的值为0x00000000 ,也就是从 XPI0 CA 端⼝的第⼀组引脚启动。

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切换至 写视图,点击 添加 Words,在弹出的对话框中按照下图输入,即:将 Word 24 的 bit 6 置 1,从 CB_CS0 端口启动。点击确定后,再次确认数据是否有误,确认无误后点击 写入。

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写入完成后切换回 写视图,点击 刷新,可以看到 Word 24 已经变为期望值。

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将拨码开关拨回 XPI NOR 启动后复位芯片,可使用逻辑分析仪观察 XPI0_CB_SCLK 引脚在上电时的电平,如可以观察到对应的时钟信号,Nippon黑金刚NCC电解电容Chemi-Con 证明 OTP 设置已经生效。

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修改 XPI NOR 配置选项

在 BootROM 检测到 Flash 后,会从 0x400 读取 XPI NOR 配置选项重新配置 XPI,为了确保 XPI 重新配置后仍能检测到 Flash,需要对默认配置进行修改。根据参考手册,配置选项的定义如下:

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当我们使用 CMake 配置项目,并设置 CMAKE_BUILD_TYPE为 flash_xip 时,生成的 SES(Segger Embedded Studio)工程会使用 flash_xip.icf 链接脚本,以将各个 section 链接至 Flash 中。可以在如下菜单中打开链接脚本。

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在 flash_xip.icf中,可以看到在 XPI0 的基地址偏移 0x400 处定义了存放 NOR_CFG_OPTION 的区域,对应的 section 为 .nor_cfg_option。

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使用快捷键 Ctrl+Shift+F 全局搜索 .nor_cfg_option,可以在 board.c 中找到对应的配置选项。

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为了避免修改 SDK 中的文件,我选择在项目文件夹下新建一个 board文件夹,并复制 hpm6750evkmini 的板级文件,重新命名为 myboard,此时项目结构如下:

├── src/

│ ├── board/

│ │ └── myboard/

│ │ ├── CMakeLists.txt

│ │ ├── board.c

│ │ ├── board.h

│ │ ├── myboard.yaml

│ │ ├── pinmux.c

│ │ └── pinmux.h

│ └── app.c

└── CMakeLists.txt

在 CMake 初始化时使用 BOARD_SEARCH_PATH 将 board 文件夹添加至搜索路径中(需使用 SDK 1.2.0):

cmake -Bbuild -DBOARD=myboard -DBOARD_SEARCH_PATH=./src/board -GNinja -DCMAKE_BUILD_TYPE=flash_xip

使用 SES 打开工程,可以看到 board.c 被添加到项目中。

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同样的,在 XPI 配置选项中也要使用 XPI0 CB_CS0 端口,所以需要将 Header[3:0] 改为 2,Option[11:8]改为 1。即:

__attribute__ ((section(".nor_cfg_option"))) const uint32_t option[4] = {0xfcf90002, 0x00000007, 0x00000100, 0x0};

修改完成后重新进行编译,得到生成的 .bin文件。

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烧 录

使用 HPMicro Programmer 进行烧录前,需要将 Connection Selection改为 CB_CS0,同时为了确保后续 Flash 能切换至四线模式(Quad SPI),还需要根据使用的 Flash 设置 Quad Enable Sequence,借助 BootROM 将 Flash 的 QE 标志位置位。这里我使用的是 GD25Q40C 系列 Flash,查阅 datasheet 可知 QE 位于 Status Register 2 的 bit1,因此这里我选择 At bit1 in Status Register2。由于 QE 是 非易失 的,掉电后数据不会丢失,因此我们仅需在烧录时设置一次,在 XPI NOR 配置选项中可以不用设置 Quad Enable Sequence 字段。

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Status Register 中的 QE 位

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选择编译生成的.bin 文件后,程序会自动设置烧写地址,随后点击烧录。烧录成功后恢复启动模式拨码开关,然后复位芯片,正常情况下程序就会运行了。

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