FlexSPI外設(shè)是如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)AHB Master和諧訪問Flash的？

今天痞子衡給大家介紹的是i.MXRT全系列下FlexSPI外設(shè)AHB Master ID定義與AHB RX Buffer指定的異同。

因?yàn)?i.MXRT 全系列型號(hào)都不含內(nèi)部 Flash（部分 SIP 版本除外），因此用于連接外部 NOR Flash 的 FlexSPI 外設(shè)格外受寵。為了提高代碼在 Flash 的原地執(zhí)行效率，恩智浦設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為 FlexSPI 賦予了 Prefetch 特性用來加速訪問效率（用 AHB RX Buffer 緩存數(shù)據(jù)）。

痞子衡之前寫過一篇關(guān)于 Prefetch 效果的實(shí)測(cè)文章 《FlexSPI外設(shè)下AHB讀訪問情形（有預(yù)?。?，那篇文章里只涉及了最簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景，即單個(gè) AHB RX Buffer 占據(jù)全部 RX Buffer 空間且僅服務(wù)單個(gè) AHB Master - CPU，而實(shí)際項(xiàng)目中可能有多個(gè) AHB Master 會(huì)對(duì) Flash 進(jìn)行 AHB 讀訪問，這就引申出了今天的主題：

一、AHB Master與AHB RX Buffer

i.MXRT 系列上 AHB master 包含 Core、DMA、加密模塊等多達(dá) 16 個(gè)，這些 Master 都有能力對(duì) Flash 主動(dòng)發(fā)起 AHB 讀訪問。為了更好地服務(wù)這些 Master，F(xiàn)lexSPI 上用于存放預(yù)取數(shù)據(jù)的 AHB RX Buffer 不止一個(gè)，一般有 4/8 個(gè)，用戶可以按需自由分配這些 AHB RX Buffer 的大小（總大小是一定的，一般是 1/2KB），并且可以將某個(gè) AHB RX Buffer 指定給具體的 Master 來獨(dú)占使用。

• Note: i.MXRT 系列上不支持將多個(gè) AHB RX Buffer 分配給同一個(gè) AHB master，這種需求實(shí)際上可以通過配置不同的 AHB RX Buffer 大小來實(shí)現(xiàn)。

下面是 i.MXRT 全系列型號(hào)上 AHB RX Buffer 情況總結(jié)：

多個(gè) AHB RX Buffer 帶來的好處是顯而易見的，相比于單個(gè) AHB RX Buffer，其能有效避免因不同 AHB master 頻繁交替訪問 Flash 導(dǎo)致 AHB RX Buffer 被不斷清除與重新緩存的低效情況發(fā)生。

二、AHB Master ID定義

2.1 i.MXRT10xx

在 i.MXRT10xx 上，AHB master 們被分成了如下表中的四類（正好可分配到 4 個(gè) AHB RX Buffer 上），除了 Core、eDMA、DCP 外，其余 Master 被直接打包在一起了（無法拆分）。Master ID 值用 4bit 來表示。

2.2 i.MXRT5xx/6xx

在 i.MXRT5xx 上，Master ID 值也是用 4bit 來表示，但是 AHB master 們被進(jìn)一步細(xì)分成了八類（可與 8 個(gè) AHB RX Buffer 一一對(duì)應(yīng)），如下表所示，其實(shí)主要最后一類 AXI:AHB Bridge 是打包的。此外這個(gè)型號(hào)上 FlexSPI0/1 不是完全對(duì)等的，所以其各自 Master ID 定義值也不太一樣。

在 i.MXRT6xx 上，Master ID 定義與上表中 FlexSPI1 下的定義一致。

2.3 i.MXRT11xx

在 i.MXRT11xx 上，Master ID 值是用 16bit 來表示的，并且 AHB master 們都有自己專屬的 ID 定義，沒有任何原生打包現(xiàn)象，如下表所示。這個(gè)系列是全新架構(gòu)，它在 ID 設(shè)計(jì)上新引入了 Remap 技術(shù)，這種 Remap 技術(shù)允許用戶將多個(gè) Master 打包在一起，從而指定到同一個(gè) AHB RX Buffer 上。這樣 17 個(gè) Master 就可以指定到 8 個(gè) AHB RX Buffer 上了。

三、AHB RX Buffer指定

要想正常使用 AHB RX Buffer，必須保證 FlexSPI 外設(shè)的 Prefetch 功能是開啟的，即僅當(dāng)如下寄存器中的 PREFETCHEN 位被使能才行。每個(gè) AHB RX Buffer 都有獨(dú)立的配置寄存器（AHBRXBUFxCR0）。

FlexSPI->AHBCR[PREFETCHEN]，總 Prefetch 開關(guān)

FlexSPI->AHBRXBUFxCR0[PREFETCHEN]，單個(gè) AHB RX Buffer 開關(guān)

3.1 i.MXRT5xx/6xx/10xx

i.MXRT5xx/6xx/10xx 中 Master ID 是用 4 bit 來表示的，它們的 AHB RX Buffer 指定在 FlexSPI->AHBRXBUFxCR0[MSTRID] 中。

3.2 i.MXRT11xx

i.MXRT11xx 中 Master ID 是用 16 bit 來表示的，因此 FlexSPI->AHBRXBUFxCR0[MSTRID] 位其實(shí)是無效的（即 Reserved 狀態(tài)），它們的 AHB RX Buffer 指定應(yīng)在如下 FlexSPI->HMSTRxCR 寄存器中，不過首先得要使能 Master ID Remap 功能（HMSTRIDREMAP = 1，這個(gè) bit 建議不要設(shè)為 0）。

FlexSPI->AHBCR[HMSTRIDREMAP]，總 Master ID Remap 開關(guān)

至此，i.MXRT全系列下FlexSPI外設(shè)AHB Master ID定義與AHB RX Buffer指定的異同痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~