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第8章 Zynq平台的启动和配置.ppt 113页
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········
* BootROM错误输出码 ILLEGAL_RETURN 0x8103 如果切换功能没有正确地启动所加载的应用，并且处理器从没有认可的函数返回时，发生ILLEGAL_RETURN。这将引起锁定。 DECRYPTION_FAILED 0x8110 如果在解密安全启动镜像时，发生问题。发生DECRYPTION_FAILED和AUTHENTICATION_FAILED。 AUTHENTICATION_FAILED 0x8111 如果在解密安全启动镜像时，发生问题。发生DECRYPTION_FAILED和AUTHENTICATION_FAILED。 IMAGE_HEADER_FORMAT_ERROR 0x8201 如果其它错误检查不能覆盖镜像的出现的问题，则发生IMAGE_HEADER_FORMAT_ERROR。这也是空白Flash设备的状态。这将引起锁定。 BootROM
--调试状态 * BootROM错误输出码 REGISTER_INIT_FAILED 0x8202 如果在加载和启动前，由BootROM将数据写到寄存器时出现问题，则产生REGISTER_INIT_FAILED。这个错误由超出范围的目标地址触发。这将引起锁定。 BAD_IMAGE_START_ADDRESS 0x8203 当镜像的开始地址不是0或者不在用于XIP的正确地址范围内时，比如：起始地址表示线性四-SPI地址范围。但是，镜像将要加载到NOR时，发生BAD_IMAGE_START_ADDRESS。这将引起锁定。 BootROM
--调试状态 BootROM
--调试状态 EXECUTE_IN_PLACE_ERROR 0x8204 当镜像被加密或者启动源表示NAND，而镜像的头部表示它是一个XIP镜像时，则发生EXECUTE_IN_PLACE_ERROR。这将引起锁定。 BAD_IMAGE_CHECKSUM 0x8205 如果头部的校验和不正确，则发生BAD_IMAGE_CHECKSUM。这将触发黄金镜像搜寻NOR，NAND和QSPI启动模式。这将引起锁定。 EXCEPTION_TAKEN_FAIL 0x8300 EXCEPTION_TAKEN_FAIL是灾难性的。这表示由于一些原因，触发了BootROM异常。任何中断或者异常被认为是一个错误。这引起锁定。 * BootROM错误输出码 * BootROM之后的PS状态，取决于： 是否使能安全模式。 设置的模式引脚。 是否有错误。 当退出BootROM时，模式引脚将影响下面： 哪个MIO使能，以及I/O标准的设置。 模式设置还暗示了启动外设的设置。 比如：如果选择四-SPI为启动源，为了从Flash读取，需要使能所需的MIO，以及对四-SPI控制器进行必要的设置。 BootROM
--BootROM后安全性 * BootROM
--BootROM后安全性 在BootROM之后的PS状态，通常是： 如果使能安全模式，AES引擎访问BootROM。 如果Zynq-7000设备非安全启动，则禁止AES引擎。 默认时，在完成安全的PS第一级启动时，加密逻辑保持使能。当AES使能时，用户负责维护PCAP-ICAP接口。
* 在退出安全性前，BootROM锁定DevC模块内的大量的 比特位。下表给出了BootROM锁定了比特位。 BootROM
--BootROM后安全性 Dev_CFG锁定寄存器 比特位置 比特位名字 锁定状态 4 AES_FUSE_LCOK 1 3 AES_EN_LOCK 1(1) 2 SEU_LOCK 0 1 SEU_LOCK 1 0 DBG_LOCK 0
注意：只在NON_SECURE启动模式下，锁定ES_EN_LOCK比特。 * JTAG调试接口的关键包括： 当从非安全方式启动失败的时候，BootROM使能JTAG访问。这样，能读取RE-BOOT_STATUS寄存器。当使能JTAG时，可以使用类似于XMD一个调试工具对处理器进行充分的访问。 如果在安全模式启动下，发生失败。BootROM禁止AES引擎，清除OCM，清除PL，停止CPU。当禁止JTAG时，导致不能读取REBOOT_STATUS值。 BootROM
--BootROM后安全性 * CPU0负责启动CPU1上的额外代码。 在上电复位时，BootROM保持CPU1本质上是复位状态。 禁止所有的东西，但是修改一些通用的寄存器，将其设置在等待WFE指令的状态。　　 要求CPU0有少量的协议来启动CPU1上的应用。 当CPU1接收到一个系统事件时，立即读取地址0xFFFFFFF0的内容，然后跳转到那个地址。如果在更新目标地址位置0xFFFFFFF0前，发布了SEV命令，则CPU1继续处于WFE状态。 BootROM
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STM32F7-discovery QSPI接口使用心得
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1.QuadSPI接口的特点。与普通的SPI Flash接口相比，quadSPI可以接四位数据线，传输速率大大提高
STM32F7的quad-spi接口有三种模式
（1）indirect mode（间接模式）：所有操作都是用的QUADSPI寄存器，通常在对FLASH寄存器配置时用这种模式
（2）status polling mode（状态轮询模式）：外部Flash的状态寄存器查询使用的是这种模式，如果开启中断，可以产生中断信号
（3）memory-mapped mode（内存映射模式）：外部flash映射到MCU的地址空间，可以视为内部闪存，读写数据用的这种模式
STM32F7的quad-spi接口主要特点：
（1）三种工作模式
（2）Dual-Flash模式，可以同时接两片Flash，共用CLK和CS片选线。这样可以最多同时传输8位数据（4+4）
（3）支持SDR和DDR
（4）间接模式的DMA通道
（5）内嵌接收和发送FIFO
（6）支持FIFO threshold, timeout, operation complete, access error四种中断
Quad-spi完整的命令格式由5部分组成，分别是Instruction,Address,Alternate-bytes,dummy-cycles和Data这5个阶段，时序图如图所示
总结一下特点：
（1）每个阶段都可以选择是 1bit(SO/SI线 single SPI mode)，2bit(IO0/IO1线 dual SPI mode)，和4bit(IO0/IO1/IO2/IO3线 quad SPI mode)传输，
（2）写数据时,dummy cycle可以为0；读数据时，为了保证足够的转换时间，因为之前是写数据，现在要变成读，至少要1个dummy cycle
（3）这5个阶段都不是必须的，可以没有
（4）indirect mode模式，数据读取时通过QUADSPI_DR寄存器；memory-mapped mode模式，数据直接返回和输出通过AHB总线或者DMA
（5）SDR和DDR模式的区别：两者的instruction阶段都是CLK信号的下降沿数据传输；在DDR模式中，Address,Alternate-bytes和Data这3个阶段都是上升沿和下降沿都有数据传输
（6）F7有32-byte FIFO，可以设置threshold（阈值），接收数据数目超过该值时，FTF（FIFO threshold flag）=1
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3.STM32F7-Discovery的quad-spi flash使用的是micron公司的N25Q128A系列，有128Mbit容量，后面附上数据手册，原理图如图所示
这里主要说明quad-spi flash代码流程分析
论坛可以下载STM32Cube_FW_F7_V1.1.0压缩包，我也是从里面的例程中学习的。
选择STM32Cube_FW_F7_V1.1.0/project/STM32746G-Discovery/example/QSPI/QSPI_ExecuteInPlace例程
（1）Flash配置寄存器初始化&&/* Initialize QuadSPI ------------------------------------------------------ */
&&QSPIHandle.Instance = QUADSPI;& && && &
&&HAL_QSPI_DeInit(&QSPIHandle);
& && &&&
&&/* ClockPrescaler set to 2, so QSPI clock = 216MHz / (2+1) = 72MHz */
&&QSPIHandle.Init.ClockPrescaler& &&&= 2;& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && & // &span style=&background-color: rgb(255, 255, 255);&&查阅手册可知，最大频率108MHz,这里为什么不用1呢？？&/span&
&&QSPIHandle.Init.FifoThreshold& && &= 4;& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &&&// FIFO的阈值为4bytes，
&&QSPIHandle.Init.SampleShifting& &&&= QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE;
&&QSPIHandle.Init.FlashSize& && && & = POSITION_VAL(0x1000000) - 1;& && && && && && && && & //0xMB,
&&QSPIHandle.Init.ChipSelectHighTime = QSPI_CS_HIGH_TIME_2_CYCLE;& && &&&//nCS stay high for at least 2 clock cycles between commands
&&QSPIHandle.Init.ClockMode& && && & = QSPI_CLOCK_MODE_0;& && && && && && && && && && && && &//Clk stays low while nCS is released
&&QSPIHandle.Init.FlashID& && && && &= QSPI_FLASH_ID_1;& && && && && && && && && && && && && && && &&&//选择第1片flash
&&QSPIHandle.Init.DualFlash& && && & = QSPI_DUALFLASH_DISABLE;
&&
&&if (HAL_QSPI_Init(&QSPIHandle) != HAL_OK)
&&{
& & Error_Handler();
&&}复制代码(2)使能写操作
&&/* Enable write operations ------------------------------------------ */
&&sCommand.InstructionMode& &= QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;& && && && &
&&sCommand.Instruction& && & = WRITE_ENABLE_CMD;
&&sCommand.AddressMode& && & = QSPI_ADDRESS_NONE;
&&sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
&&sCommand.DataMode& && && & = QSPI_DATA_NONE;
&&sCommand.DummyCycles& && & = 0;
&&sCommand.DdrMode& && && &&&= QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
&&sCommand.DdrHoldHalfCycle&&= QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
&&sCommand.SIOOMode& && && & = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
&&if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
&&{
& & Error_Handler();
&&}
&&
&&/* Configure automatic polling mode to wait for write enabling ---- */
&&sConfig.Match& && && &&&= 0x02;
&&sConfig.Mask& && && && &= 0x02;
&&sConfig.MatchMode& && & = QSPI_MATCH_MODE_AND;
&&sConfig.StatusBytesSize = 1;
&&sConfig.Interval& && &&&= 0x10;
&&sConfig.AutomaticStop& &= QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
&&sCommand.Instruction& & = READ_STATUS_REG_CMD;
&&sCommand.DataMode& && & = QSPI_DATA_1_LINE;
&&if (HAL_QSPI_AutoPolling(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
&&{
& & Error_Handler();
&&}复制代码
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首先使用indrect mode，使用1bit instruction传输，命令是 WRITE_ENABLE_CMD，无其他4个阶段
源码中定义& &#define WRITE_ENABLE_CMD& && && && && && && &0x06；
这里要查阅芯片手册
确实是一致的。
接着使用automatic polling mode，命令是READ_STATUS_REG_CMD，读status register
automatic polling mode有如下功能，它将查询的得到的值和设置的Match值比较，只比较Mask中bit=1的位，设置可以为AND或者OR模式，
查阅手册：
确实是bit1，即mask=0x02,当该位为1时，说明写使能，故match=0x02;
（3）擦除flash的第一个sector& && &&&/* Erasing Sequence -------------------------------------------------- */
& && &&&sCommand.Instruction = SECTOR_ERASE_CMD;& &//块擦除，64KB one sector
& && &&&sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
& && &&&sCommand.Address& &&&= qspi_& && && && && && && && &&&//qspi_addr=0
& && &&&sCommand.DataMode& & = QSPI_DATA_NONE;
& && &&&sCommand.DummyCycles = 0;
& && &&&if (HAL_QSPI_Command_IT(&QSPIHandle, &sCommand) != HAL_OK)
& && &&&{
& && && & Error_Handler();
& && &&&}复制代码(4)等待擦除完毕，使用automatic polling mode查询，这里还是读status register，但读的是bit0位，而且预期值bit0=0；查阅手册
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&&/* Configure automatic polling mode to wait for memory ready ------ */&&
&&sCommand.InstructionMode& &= QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
&&sCommand.Instruction& && & = READ_STATUS_REG_CMD;
&&sCommand.AddressMode& && & = QSPI_ADDRESS_NONE;
&&sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
&&sCommand.DataMode& && && & = QSPI_DATA_1_LINE;
&&sCommand.DummyCycles& && & = 0;
&&sCommand.DdrMode& && && &&&= QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
&&sCommand.DdrHoldHalfCycle&&= QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
&&sCommand.SIOOMode& && && &= QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
& && &&&//bit0:write in progress 0:ready 1:busy
&&sConfig.Match& && && &&&= 0x00;
&&sConfig.Mask& && && && &= 0x01;
&&sConfig.MatchMode& && & = QSPI_MATCH_MODE_AND;
&&sConfig.StatusBytesSize = 1;
&&sConfig.Interval& && &&&= 0x10;
&&sConfig.AutomaticStop& &= QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
&&if (HAL_QSPI_AutoPolling_IT(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig) != HAL_OK)
&&{
& & Error_Handler();
&&}复制代码（5）写使能并且写数据
/* Enable write operations ----------------------------------------- */
& && && & QSPI_WriteEnable(&QSPIHandle);
& && && && && && && && && && && && && & //QUAD INPUT FAST PROGRAM Data In:DQ[3:0];Address In:DQ0
& && && & /* Writing Sequence ------------------------------------------------ */
& && && & sCommand.Instruction = QUAD_IN_FAST_PROG_CMD;
& && && & sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
& && && & sCommand.Address& &&&= qspi_& && && && && && && && && && && && && && && & //qspi_addr=0
& && && & sCommand.DataMode& & = QSPI_DATA_4_LINES;
& && && & sCommand.NbData& && &=& && && && && && && && && && && && && && && && && && && &//size = QSPI_PAGE_SIZE = 256
& && && & if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
& && && & {
& && && && &Error_Handler();
& && && & }
& && && & if (HAL_QSPI_Transmit_DMA(&QSPIHandle, flash_addr) != HAL_OK)& && && &//flash_addr = (uint8_t *)(&Load$QSPI$Base);
& && && & {
& && && && &Error_Handler();
& && && & }复制代码看到这里就不得不提一下scatter file文件
打开这个文件，STM32746G-DISCOVERY.sct
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; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************
LR_IROM1 0xx&&{& & ; load region size_region
&&ER_IROM1 0xx&&{&&; load address = execution address
& &*.o (RESET, +First)
& &*(InRoot$Sections)
& &.ANY (+RO)
&&}
&&RW_IRAM1 0xx&&{&&; RW data
& &.ANY (+RW +ZI)
&&}
&&QSPI 0xx&&{
& &*.o (.qspi)
&&}
}复制代码可以看到和一般的scatter file（分散加载描述文件）相比，多了一个QSPI执行域，
学过的都知道，这里表示链接时，将所有目标文件的.qspi段放在QSPI执行域，
再看一下F7的内存映射
在0x到0x9FFF FFFF有一个Quad SPI，这就是memory-mapped mode的由来。
因此上面flash_addr = (uint8_t *)(&Load$$QSPI$$Base) = 0x; DMA传输就是将 0x处开始的size = 256bytes的数据传递到flash,模式是indrect read mode
（6）判断传输是否完成，判断的方法同步骤4
（7）重复5、6步直到传输完max_size = (uint32_t)(&Load$$QSPI$$Length)=&&0x
（8）设置dummy-cycle的值，配置为memory-mapped mode，命令是 QUAD_OUT_FAST_READ_CMD=0x6B，就是说映射完后，相对于内部flash
/* Configure Volatile Configuration register (with new dummy cycles) */
& && && && &QSPI_DummyCyclesCfg(&QSPIHandle);
& && && && &/* Reading Sequence ------------------------------------------------ */
& && && && &sCommand.Instruction = QUAD_OUT_FAST_READ_CMD;
& && && && &sCommand.DummyCycles = DUMMY_CLOCK_CYCLES_READ_QUAD;
& && && && &sMemMappedCfg.TimeOutActivation = QSPI_TIMEOUT_COUNTER_DISABLE;
& && && && &if (HAL_QSPI_MemoryMapped(&QSPIHandle, &sCommand, &sMemMappedCfg) != HAL_OK)
& && && && &{
& && && && &&&Error_Handler();
& && && && &}复制代码
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（9）执行.qspi段的代码 /* Execute the code from QSPI memory ------------------------------- */
& && && & GpioToggle();复制代码注意#if defined(__CC_ARM)
#pragma arm section code = &.qspi&
#pragma no_inline
static void GpioToggle(void)
#elif defined(__ICCARM__)
static void GpioToggle(void) [url=home.php?mod=space&uid=72445]@[/url] &.qspi&
#elif defined(__GNUC__)
static void __attribute__((section(&.qspi&), noinline)) GpioToggle(void)
#endif
{
&&BSP_LED_Toggle(LED1);
&&/* Insert delay 200 ms */
&&HAL_Delay(200);
}复制代码
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