是誰說MCU寄存器一定要謹(jǐn)慎賦值來著？

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是不清i.MXRTxxx里FLEXSPI_MCR0寄存器保留位會造成IP CMD讀寫異常。

痞子衡曾經(jīng)寫過一篇文章 《改動i.MXRT1xxx里IOMUXC_GPR寄存器保留位可能會造成系統(tǒng)異常》，這篇文章提出了一個觀點(diǎn)，即對于 MCU 外設(shè)寄存器應(yīng)使用謹(jǐn)慎賦值法（應(yīng)該先讀回初值再做位操作賦值，不要忽略初值直接整體賦值），如今三年過去了，這個經(jīng)驗(yàn)狠狠地反噬了痞子衡一把，一度把痞子衡調(diào)試到崩潰，且聽痞子衡辛酸道來：

一、引出NAND訪問問題

痞子衡最近需要在恩智浦無線系列 SoC（RW612）上調(diào)試串行 NAND Flash 驅(qū)動，簡單理解這顆芯片其實(shí)就是 RT600 + 多模無線 SIP 到一起，但是其 MCU 部分對 RT600 做了精簡以及魔改。因?yàn)槠ψ雍鈱?i.MX RT 特別熟，所以自然想到先在 RT500/600 上調(diào)通串行 NAND Flash，然后再做簡單移植就大功告成了，沒想到被這么個想法坑慘了。

痞子衡手里早就有成熟的 RT1050 系列串行 NAND Flash 驅(qū)動（并不是基于官方 SDK 底層驅(qū)動），單從 FlexSPI 外設(shè)角度來看，RT1xxx 和 RTxxx 差異不太大，基本是兼容的，所以痞子衡很快就將代碼從 RT1050 移植到了 RT500 上，工程編譯幾乎是一把過，然而在 RT500 上實(shí)測時卻連 NAND 的 JEDEC ID 都無法正常讀取，IP CMD 獲取到的值永遠(yuǎn)是 0x0。

i.MX RT上串行NAND驅(qū)動：https://github.com/JayHeng/RT-SNAND

由于串行 NAND Flash 驅(qū)動代碼在 RT1050 上得到過驗(yàn)證，所以其本身不存在邏輯問題，大概率問題還是出在 FlexSPI 外設(shè)配置上，于是痞子衡經(jīng)過 RT1050 vs RT500 各種單元對比測試（此處耗費(fèi)時間較長），最終發(fā)現(xiàn)是由 FLEXSPI_MCR0[7:6] 的配置值不同引起的。

二、關(guān)于LEXSPI_MCR0寄存器保留位

在 RT500 參考手冊(Rev.2)以及 RT600 參考手冊(Rev1.5)里查看 FlexSPI 模塊的 MCR0 寄存器描述，會發(fā)現(xiàn) MCR0[7:6] 是保留位，且復(fù)位默認(rèn)值為 1。

1. RT500 手冊描述來看，這兩個保留位可讀不建議寫，且讀回值應(yīng)該是 0
2. RT600 手冊對這兩個保留位描述是 both bits must be written with ones.

作為對比我們再查看一下 RT 四位數(shù)系列（如 RT1050）上相關(guān)描述，這兩個位并不是保留位，其具體功能是決定訪問 IP TX/RX FIFO 數(shù)據(jù)的方式是 AHB bus 還是 IP bus。默認(rèn)值 1 表明只能從 AHB bus 訪問 IP TX/RX FIFO，這個初始值設(shè)置其實(shí)稍微有點(diǎn)不合理，畢竟 AHB bus 已經(jīng)有專用的 AHB TX/RX Buffer 傳輸數(shù)據(jù)了。

三、FLEXSPI_MCR0寄存器保留位測試

在 RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 是保留位，那這個保留位到底是什么意思？到底是沒有這個 ATDFEN/ARDFEN 相應(yīng)功能，還是單純不對用戶開放而已，這里就需要做一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

痞子衡在 RT500-EVK 上用連在 FlexSPI PortA 上的那顆四線 NOR 做測試，我們嘗試用 IP CMD 發(fā) Read JEDEC ID 命令讀取 2byte 數(shù)據(jù)，在 FLEXSPI_MCR0[7:6] 為默認(rèn) 2'b11 的情況下，可以看到 FLEXSPI_RFDRx 寄存器全是 0，這意味著 IP bus 根本就沒有觸發(fā) IP RX FIFO 工作。

將 FLEXSPI_MCR0[7:6] 設(shè)為 2'b00 再測一次，這時可以看到 FLEXSPI_RFDRx 寄存器里開始有數(shù)據(jù)了，IP bus 觸發(fā) IP RX FIFO 干活了。

現(xiàn)在我們知道了，RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 雖然是保留位，但是其 ATDFEN/ARDFEN 功能仍然是存在的。

四、SDK驅(qū)動處理方法

在官方 SDK 2.14 的 fsl_flexspi 驅(qū)動 FLEXSPI_Init() 函數(shù)里對于 MCR0 寄存器采取得是忽略初值直接整體賦值的初始化方式，其關(guān)于 ATDFEN/ARDFEN 位操作根據(jù)特性宏來做條件編譯。這樣的處理導(dǎo)致 RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 永遠(yuǎn)被重置為 2'b00。例程測試結(jié)果上來看似乎沒有問題，但是這里存在一定不合理的地方。

1. 在 RTxxx 頭文件 FlexSPI 模塊寄存器定義里沒有 ATDFEN/ARDFEN 位信息，但有如下特性宏定義
  #define FSL_FEATURE_FLEXSPI_HAS_NO_MCR0_ARDFEN (1)
  #define FSL_FEATURE_FLEXSPI_HAS_NO_MCR0_ATDFEN (1)
2. 在 RT1xxx 頭文件 FlexSPI 模塊寄存器定義里有 ATDFEN/ARDFEN 位信息，無上述特性宏定義

五、經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)

回到文章開頭，痞子衡推薦的 MCU 外設(shè)寄存器謹(jǐn)慎賦值法在這個案例里就完全失效了。我們知道 MCU 外設(shè)寄存器有保留位是業(yè)界常規(guī)做法，但是保留位到底是無功能還是功能不開放，這個要看具體情況。如果應(yīng)用代碼是基于官方 SDK 底層驅(qū)動，那么可能不會遇到問題。如果你需要重寫底層驅(qū)動，想手撕寄存器，那就要特別小心了，關(guān)于寄存器保留位的處理是值得深思的。

至此，不清i.MXRTxxx里FLEXSPI_MCR0寄存器保留位會造成IP CMD讀寫異常痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~