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i.MX RT开发笔记-03 | i.MX RT1062地址空间映射及启动方式_cortexm7 地址映射

作者：酷酷是懒虫 | 2024-06-21 22:39:33

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cortexm7 地址映射

系列文章目录

文章目录

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一、ARM Cortex-M7地址空间映射
二、RT1062地址空间映射
三、启动代码（Boot ROM和Boot Code）
四、启动模式选择（Boot Mode）
五、外部启动设备配置（Boot Devices）
- 1. 外部启动设备配置
- 2. 启动设备属性配置
六、启动相关GPIO引脚
七、总结

一、ARM Cortex-M7地址空间映射

ARM Cortex-M7内核固定有 4GB 的寻址空间，ARM官方对这4GB寻址空间的分配如下图：

每个区域的描述如下：

二、RT1062地址空间映射

ARM官方只是大概的将Cortex-M7内核 4GB 寻址空间划分为8个区域，芯片厂商在此基础之上，对每个区域进行具体实现。

1. Code区

Code区（512MB）用来存储代码，RT1062对于Code区的具体实现如下图：

① ITCM

ITCM全称 Instruction Tightly-Coupled Memory，指令紧耦合内存。紧耦合指该部分存储空间与内核联系紧密，具有非常高的访问速度。

该部分存储空间用来缓存指令，如果将代码从Flash里面加载到ITCM中运行，则代码执行速度就不会受限于Flash读取速度。

② ROMCP

ROMCP用于存储bootloader，也就是芯片启动时的加载代码，负责将代码从外部存储器加载到ITCM。

2. SRAM区

SRAM区（512MB）用来作为运行内存，RT1062对于SRAM区的具体实现如下图：

① DTCM

DTCM全称Data Tightly Coupled Memory，数据紧耦合内存。紧耦合指该部分存储空间与内核联系紧密，具有非常高的访问速度。该部分存储空间用来存放数据部分。

② OCRAM

OCRAM全称 On-chip RAM，片上RAM，和普通的SRAM存储器作用相同。

特别注意，ITCM、DTCM、OCRAM三个存储空间共享芯片内部FlexRAM的空间，并且可以动态调整。RT1062中 FlexRAM 存储器的空间高达 1 MB，默认ITCM和DTCM大小都是512KB。

3. Peripheral外设区

Peripheral区（512MB）用来存放片上外设相关的寄存器地址映射，在RT1602芯片中实现如下：

RT1062芯片使用5条AIPS总线与片上外设相连，在数据手册中可以看到挂到每条总线上的外设基地址，比如GPIO1外设挂在AIPS2总线上，GPIO1外设基地址为0x401B8000。

4. 外扩存储器区

External RAM区（1GB）用来扩展外部RAM存储器，Extern Device区（1GB）用来扩展外部设备，RT1062中将这两个区合并起来的实现如下：

5. 内核私有外设总线区

内核私有外设总线区用来寻址Cortex-M7内核中的外设，RT1062中的实现如下：

至此，ARM Cortex-M7内部4GB寻址空间在RT1062中的分配情况介绍完毕。

三、启动代码（Boot ROM和Boot Code）

Boot ROM是RT1062芯片内部128KB的存储空间（ROMCP）：

Boot ROM中存放的代码称为Boot Code（启动代码），启动代码已经固化在Boot ROM中，用户无法进行修改使用，主要完成以下事情：

预先完成硬件初始化操作（用于访问外部存储器设备）
从用户选择的启动设备中加载程序镜像
预先使用HAB库进行程序镜像验证（BOOT安全启动设置）
跳转到一个程序镜像中的地址，开始执行用户程序

如果在上述过程中出错，则启动代码跳转到串行下载模式，等待用户下载镜像。

四、启动模式选择（Boot Mode）

RT1062有四个启动模式，如下表，具体使用哪种启动模式通过内部寄存器 BOOT_MODE 中的值来选择，如图：

RT1062芯片上电之后永远会执行Boot ROM中存放的启动代码，只不过在 PRT_B 信号的上边沿（上电时），芯片对BOOT_MODE0引脚和BOOT_MODE1引脚采样，获得 BOOT_MODE 寄存器的初始值，通过该寄存器决定启动代码下一步的行为：

Boot From Fuses：根据Fuses中的配置来选择外部存储器
Serial Downloader：开始等待用户通过串口/USB接口下载程序
Internal Boot：继续执行启动代码，并根据用户GPIO引脚配置来选择外部存储器

在采样完成之后，BOOT_MODE0和BOOT_MODE1引脚的电平不会对BOOT_MODE寄存器的值产生影响。

五、外部启动设备配置（Boot Devices）

1. 外部启动设备配置

RT1602支持的外部启动设备非常多，如下：

串行Nor Flash：使用FlexSPI接口（默认）-
串行Nand Flash：使用FlexSPI接口
并行Nor Flash：使用SEMC接口（Smart Exernal Memory Controller），支持16bit位宽
Nand Flash：使用SEMC接口，支持 8bit/16bit 位宽
SD/MMC/eSD/SDXC/eMMC 4.4：使用uSDHC接口，支持大容量卡
串行Nor Flash/EEPROM：使用LPSPI接口

用户通过设置 BOOT_CFG1[7:4] 的值来选择使用哪种类型的设备，如图：

2. 启动设备属性配置

在访问每种外部存储器设备时，都需要配置一些基本参数，比如位宽、工作频率、访问时序等必要参数，RT1062针对每种存储器设备都提供了配置方式。该部分内容较多，可以在参考手册中查看。

比如当我们选择外部存储器为串行 Nor Flash时，可以用GPIO引脚配置的选项如下：

而另外一些属性设置只能通过软件去修改，无法通过GPIO设置，如下：

六、启动相关GPIO引脚

RT1062芯片中，在Fuse中用于启动相关的一些配置项可以通过外部GPIO引脚来配置，引脚对应表如图所示：

七、总结

i.MX RT1xxx 系列跨界处理器的启动方式其实都差不多，由于没有内部Flash，所以芯片内置了一段ROM空间固化启动代码，由启动代码完成多种多样的启动方式。

启动代码最主要的功能是加载代码到内部SRAM中或者外部SRAM/SDRAM中跳转过去开始执行，而要加载的代码就来源于外部存储器，比如SPI Flash（Nor Flash）、Nand Flash、SD卡等。

除了这种方式外，启动代码还支持通过串口/USB接口接收PC端上位机工具（mfgtool、MCUBootUtility）发送的程序镜像，并将接收的程序存储到SRAM中开始执行。

关于 i.MX RT系列启动方式更加详细的描述，请阅读 NXP 痞子衡大佬的文章。

下面这张启动方式比较图就来源于大佬的博客：

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