痞子衡嵌入式：16MB以上NOR Flash地址模式切换会造成软复位后i.MXRT无法正常启动

转载于 2025-12-20 18:00:02 发布 · 2 阅读

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　　大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家分享的是i.MXRT上使用16MB以上NOR Flash软复位无法正常启动问题的分析解决经验。

　　五年前痞子衡写过一篇文章《IS25WP256D的Bank Address Register[0]使用对RT1050软复位启动的影响》，这篇文章介绍了对大容量 Flash（>16MB）的3字节地址命令下高/低地址空间(128Mb segment)切换特殊设计的利用需要注意，如果主芯片 App 程序中包含内核软复位设计，记得内核复位前先将 Flash 设置到初始状态。

　　最近有一个 RT1180 客户，启动 Flash 选用得是 IS25LP256H，App 程序里使用 Zephyr Flash 驱动时发现只要调用了 flash_flexspi_nor_4byte_enable() 函数后再做内核软复位，芯片就不能再次启动了，这其实还是大容量 Flash 地址模式搞的鬼。今天痞子衡就和大家聊聊这个问题：

一、大容量Flash地址模式设计

　　痞子衡列出了下面 6 个主流 Flash 厂商的代表大容量 QSPI NOR 型号，将其关于地址模式的信息整理在了一起，开头提及的文章里 4.3 关于Flash的3/4字节地址 小节说了，大容量 Flash 一般都支持 3/4B 地址两套命令，4B 地址命令只接受 4B 地址（不受地址模式影响），3B 地址命令则根据当前地址模式来决定到底跟 3/4B 地址。

Flash	地址模式设计
Flash	进/出4B地址命令	高低Segment配置位	高低Segment寄存器写命令	3/4B地址配置位	3/4B地址寄存器写命令
IS25LP256H	0xB7/0xE9	Bank Address Register[0] - BA24	0x18/0xC5	Bank Address Register[7] - EXTADD	0x18/0xC5
W25Q256JV	0xB7/0xE9	Extended Address Register[0] - A24	0xC5	Status Register-3[1:0] - ADP,ADS	0x11
GD25Q256M	0xB7/0xE9	Extended Address Register[0] - A24	0xC5	Status Register-2[13:12] - ADS,ADP	0x31
MX25L25645G	0xB7/0xE9	Extended Address Register[0] - A24	0xC5	Configuration Register[5] - 4BYTE	0x01
S25FL256L	0xB7/0xE9	N/A	N/A	Configuration Register 2 Volatile[1:0] - ADP,ADS	0x71
MT25QL256A	0xB7/0xE9	Extended Address Register[0] - A24 16bit Configuration Register[0]	0xC5,0xB1	N/A	N/A

　　上表里我们可以看到所有厂商对于进入/退出 4B 地址模式的命令设计都是一样的（初始情况下 Flash 都是 3B 地址模式），关于高低 Segment 配置设计除了 Infineon 之外，其他厂商都支持并且设计上也兼容。最后就是 3/4B 地址模式切换除了有专用命令设计外，除 Micron 之外的其他厂商也提供直接写配置寄存器的方式，但是这里分为两派：一派是 Winbond、GigaDevice、Infineon，其写寄存器切换地址模式仅在 POR 或者 reset 时才会生效，而另一派 ISSI、MXIC 则写了相应配置寄存器后新地址模式直接生效。

二、Zephyr下flash_flexspi_nor_4byte_enable()

　　了解了大容量 Flash 的地址模式以及切换方法，我们再来看看 Zephyr 驱动里是怎么处理的，我们找到这个函数实现，其 en4b 参数区分了好几种不同处理，最主要的方式就是发 0xB7 专用命令切到 4B 地址模式。

/* by 01130.hk - online tools website : 01130.hk/zh/calcheat.html */
en4b & BIT(6) - Flash is always in 4 byte mode. We just need to configure LUT
en4b & BIT(0) - Issue instruction 0xB7
en4b & BIT(1) - Issue write enable, then instruction 0xB7
en4b & BIT(4) - Set bit 0 of 16 bit configuration register via 0xB1 cmd
Other methods not supported. Include:
  BIT(2): 8-bit volatile extended address register used to define A[31:24] bits.
  BIT(3): 8-bit volatile bank register used to define A[31:24] bits.
  BIT(5): Dedicated vendor instruction set.

　　从这个函数设计我们知道 Zephyr Flash 驱动使用了 3B 地址命令结合地址模式切换来支持所有容量 Flash 的全部空间访问，并没有启用 4B 地址命令（毕竟 4B 地址命令仅在大容量 Flash 上支持）。

三、RT系列对于Flash地址模式处理

　　我们知道 RT 系列芯片上电 ROM 默认是用 0x03 命令 + 3B 地址来获取 FCB 的，当第一次启动成功之后，如果 App 程序里将 Flash 切换到 4B 地址模式，然后做内核软复位重新启动，此时 ROM 再用 0x03 命令 + 3B 地址就不能再拿到正确的 FCB 了，这就是再次启动失败的原因。

3.1 RT10xx系列ROM设计

　　在 RT10xx 上 ROM 在 BT_CFG 的 FLASH_TYPE 里放了 3'b000 和 3'b001 两种配置，分别对应 Flash 是 3B/4B 地址模式两种情况，从而用 0x03 命令 +3/4B 地址来获取 FCB。这样的设计仅对 RT 芯片 POR 时有效，但如果是切换 Flash 地址模式后内核软复位的情况依然失效（因为 BT_CFG 不能动态更改）。

　　更进一步的理解是这种设计是针对 Flash 默认地址模式是 4B 的情况，但实际上几乎没有 Flash 默认地址模式是 4B，毕竟已经有一套专门 4B 地址命令在这了。

3.2 RT11xx/RT3digits系列ROM设计

　　为了改进 RT10xx 上 ROM 缺陷，在 RT11xx ROM 里 xSPI_FLASH_TYPE 干脆就拿掉了 3'b001 配置（注意这里仅仅是文档方面移除，代码里实际上支持还在），取而代之的是真正解决地址模式切换问题的手段，详见痞子衡旧文《RT系列ROM中集成的NOR SW Reset功能》，简单来说就是假设 Flash 软复位后状态是 3B 地址模式，ROM 上电后先对 Flash 做一次软复位，再用 0x03 命令 +3B 地址来获取 FCB，这个设计逻辑看起来通顺了，唯一需要注意的是软复位能不能将 Flash 地址模式恢复到默认状态，这个需要检查具体 Flash 数据手册。

四、通用解决方案

　　上一节讲得都是依赖 ROM 来解决 Flash 地址模式切换问题，这其实还是没有把控全局的感觉，毕竟 Flash 地址模式是在 App 程序里切换的，那显然 App 程序在做内核软复位的时候自己主动将 Flash 地址模式再切回来不就完了吗！就像痞子衡旧文《SW Reset退出NOR Continuous read模式》里做法那样，App 程序里加上 Flash 复位命令相关代码（对本文来说也可以是退出 4B 地址模式命令相关代码），在需要的地方调用一下即可。

　　至此，i.MXRT上使用16MB以上NOR Flash软复位无法正常启动问题的分析解决经验痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~