恢复对执行WFI的NXP i.MX RT1064-EVK开发板的调试访问

NXP管管

恢复对执行WFI的NXP i.MX RT1064-EVK开发板的调试访问

使用控制器的低功耗模式非常具有挑战性。它会严重影响微处理器或微控制器的调试功能。我使用Tickless空闲模式将FreeRTOS应用程序移植到NXP i.MX RT1064开发板上，突然之间，开发板对任何调试器连接都没有响应。幸运的是，该开发板会并没有真正的变砖，但我花了很长时间才找到恢复它的方法。因此，当您最终遇到“变砖”的i.MX RT1064开发板时，本文可能对您有所帮助。

i.MX RT1064-EVK开发板

我使用FreeRTOS Tickkless模式来降低开发板的功耗。在该模式下，RTOS调用一个钩子HOOK，我可以在其中将CPU或开发板进入低功耗模式，并且它可以被接下来的任何中断唤醒，不管是Tick中断还是其他中断。最简单的方法是使用WFI（等待中断）指令：

1. <font size="3" face="微软雅黑">/*
   
2. ** ===================================================================
   
3. ** Description :
   
4. ** Used in tickless idle mode only, but required in this mode.
   
5. ** Hook for the application to enter low power mode.
   
6. ** Parameters :
   
7. ** NAME - DESCRIPTION
   
8. ** expectedIdleTicks - expected idle
   
9. ** time, in ticks
   
10. ** Returns : Nothing
    
11. ** ===================================================================
    
12. */
    
13. void McuRTOS_vOnPreSleepProcessing(portTickType expectedIdleTicks)
    
14. {
    
15. (void)expectedIdleTicks; /* not used */
    
16. __asm volatile("dsb");
    
17. __asm volatile("wfi"); /* wait for interrupt: the next interrupt will wake us up */
    
18. __asm volatile("isb");
    
19. }</font>

复制代码

上述指令很有效，但直当我增加了滴答Tick和任务频率后，突然间，我再也无法使用调试器访问CPU :-(。在做了一些实验之后，这种现象似乎取决于开发板是否正在POR（上电复位）时进行调试访问。如果电路板没有进入电源循环，仍然可以进入调试模式。


无法与调试器连接


现象是调试器无法与内核通信，并且它收到了无效或错误的CpuID。这时，您可能会看到类似的东西，以下是我使用不同调试器（LinkServer、P＆E和SEGGER）时Eclipse中的控制台输出：


LPC-Link2或ARM DAPLink（i.MX RT1064-EVK上的板载默认调试接口）：可能会报告有关错误CpuID的信息：

1. <font size="3" face="微软雅黑">Using memory from core 0 after searching for a good core
   
2. connection failed - Ep(03). Invalid ID for processor... Retrying
   
3. Using memory from core 0 after searching for a good core
   
4. On debug connection reset using system reset
   
5. Failed on connect: Ep(03). Invalid ID for processor.
   
6. Connected&Reset. Was: NotConnected. DpID: 0BD11477. CpuID: 00000FFF. Info: <None>
   
7. Last stub error 0: OK
   
8. Last sticky error: 0x0 AIndex: 0
   
9. Debug bus selected: MemAp 0
   
10. DAP Speed test unexecuted or failed
    
11. Debug protocol: SWD. RTCK: Disabled. Vector catch: Disabled.
    
12. (100) Target Connection Failed</font>

复制代码

Segger J-Link可能无法在Coresight设置中找到内核：

1. <font size="3" face="微软雅黑">Connecting to J-Link...
   
2. J-Link is connected.
   
3. Device "MIMXRT1064DVL6A" selected.
   
4. Firmware: J-Trace PRO V1 Cortex-M compiled Oct 25 2018 11:48:19
   
5. Hardware: V1.00
   
6. S/N: 751000175
   
7. Feature(s): RDI, FlashBP, FlashDL, JFlash, GDB
   
8. Checking target voltage...
   
9. Target voltage: 3.30 V
   
10. Listening on TCP/IP port 2331
    
11. Connecting to target...InitTarget() start
    
12. InitTarget()
    
13. _TargetHalt: CPU halted
    
14. InitTarget() end
    
15. Found SW-DP with ID 0x0BD11477
    
16. Scanning AP map to find all available APs
    
17. AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
    
18. AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x04770041)
    
19. Iterating through AP map to find AHB-AP to use
    
20. AP[0]: Skipped. Invalid implementer code read from CPUIDVal[31:24] = 0xFF
    
21. InitTarget() start
    
22. InitTarget()
    
23. _TargetHalt: CPU halted
    
24. InitTarget() end
    
25. Found SW-DP with ID 0x0BD11477
    
26. Scanning AP map to find all available APs
    
27. AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
    
28. AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x04770041)
    
29. Iterating through AP map to find AHB-AP to use
    
30. AP[0]: Core found
    
31. AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FD000
    
32. CPUID register: 0x411FC271. Implementer code: 0x41 (ARM)
    
33. Found Cortex-M7 r1p1, Little endian.
    
34. FPUnit: 8 code (BP) slots and 0 literal slots
    
35. CoreSight components:
    
36. ROMTbl[0] @ E00FD000
    
37. ROMTbl[0][0]: E00FE000, CID: B105100D, PID: 000BB4C8 ROM Table
    
38. ROMTbl[1] @ E00FE000
    
39. ROMTbl[1][0]: E00FF000, CID: B105100D, PID: 000BB4C7 ROM Table
    
40. ROMTbl[2] @ E00FF000
    
41. ROMTbl[2][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
    
42. ROMTbl[2][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 000BB002 DWT
    
43. ROMTbl[2][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 000BB00E FPB-M7
    
44. ROMTbl[2][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 000BB001 ITM
    
45. ROMTbl[1][1]: E0041000, CID: B105900D, PID: 001BB975 ETM-M7
    
46. ROMTbl[1][2]: E0042000, CID: B105900D, PID: 004BB906 CTI
    
47. ROMTbl[0][1]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A9 TPIU-M7
    
48. ROMTbl[0][2]: E0043000, CID: B105F00D, PID: 001BB101 TSG
    
49. Cache: Separate I- and D-cache.
    
50. 
    
51. I-Cache L1: 32 KB, 512 Sets, 32 Bytes/Line, 2-Way
    
52. D-Cache L1: 32 KB, 256 Sets, 32 Bytes/Line, 4-Way
    
53. ERROR: Could not find core in Coresight setup
    
54. ERROR: Could not connect to target.
    
55. Target connection failed. GDBServer will be closed...Restoring target state and closing J-Link connection...
    
56. Shutting down...
    
57. Could not connect to target.
    
58. Please check power, connection and settings.
    
59. 
    
60. Server has been shut down.</font>

复制代码

P＆E Multilink Universal可能会提示无法下载.ARP文件进行编程：

1. <font size="3" face="微软雅黑">Initializing.
   
2. Target has been RESET and is active.
   
3. CMD>CM C:\nxp\MCUXpressoIDE_10.3.0_2200\ide\plugins\com.pemicro.debug.gdbjtag.pne_3.9.2.201812122206\win32\gdi\P&E\supportFiles_ARM\NXP\iMX\nxp_imxrt1064_1x32x1meg.arp
   
4. 
   
5. Initializing.
   
6. Initialized.
   
7. 
   
8. ;version 1.00, 08/29/2018, Copyright 2018 P&E Microcomputer Systems, www.pemicro.com
   
9. 
   
10. ;device nxp, imxrt1064, 1x32x1meg,
    
11. 
    
12. ;begin_cs device=$70000000, length=$00400000, ram=$00000000
    
13. 
    
14. Loading programming algorithm ...
    
15. Error loading .ARP file : C:\nxp\MCUXpressoIDE_10.3.0_2200\ide\plugins\com.pemicro.debug.gdbjtag.pne_3.9.2.201812122206\win32\gdi\P&E\supportFiles_ARM\NXP\iMX\nxp_imxrt1064_1x32x1meg.arp at address 00000000
    
16. Error loading programming algorithm - load aborted.
    
17. Error occured during Flash programming.
    
18. PE-ERROR: Error downloading to the device.
    
19. Disconnected from "127.0.0.1" via 127.0.0.1
    
20. Disconnected from "127.0.0.1" via 127.0.0.1
    
21. Target Disconnected.</font>

复制代码

以上所有这些情况，都表示着调试器无法访问内核。


WFI：等待中断


本例中，问题发生在使用'WFI'，它用于FreeRTOS的tickless空闲模式。 'WFI'是'等待中断'ARM指令：它将挂起内核节省功耗，并在下一次中断到来时唤醒并继续执行

WaitForInterrupt

如果RTOS不经常进入低功耗模式，这对我来说很好。但是一旦内核进入低功耗模式，大约100 Hz，调试器就无法再连接了。我认为是调试器能够与内核通信，但是无法完成挂起序列，直到内核再次再次执行WFI：或者换句话说：调试连接需要10 ms以上才能暂停内核。如果内核在连接序列期间进入低功耗模式，则调试器将无法连接。


这是我在任何其他正在使用的Cortex-M上都没有看到的问题，可能是因为i.MX RT的执行速度比正在使用的其他人快得多（600 MHz！）。



我尝试了不同的方法来恢复电路板（例如尝试从IDE中擦除FLASH），但是没有用。我尝试使用SEGGER J-Link命令行工具来访问内核：但没有成功。




GPC（通用电源控制器）


i.MX RT1064控制器有一个GPC（通用电源控制器）。


在应用程序的开始调用

1. <font size="3" face="微软雅黑">CLOCK_SetMode（kCLOCK_ModeRun）;</font>

复制代码

这实际上会阻​​止CPU进入WAIT模式，并且在此阶段不会发生问题，因为只是禁用了WAIT模式。请参阅http://community.nxp.com/thread/492841#comment-1099054。




默认情况下，CLPCR [LPM]位置1。第13.6.3.2.1章说，在这种情况下，我必须配置'备用中断控制器'，它应该被启用。本文已禁用ARM内核的NVIC。这可以解释为什么例如SysTick在我的RTOS中不再运行。

进入等待模式

恢复


另一种（更简单）恢复方法如下：1）确保没有调试连接处于活动状态。 b）开发板上电，等待它进入WAIT模式（在这种状态下你将无法访问它）。 c）按下电路板上的SW02按钮2秒钟，然后松开。 d）开发板现在应该重新启动，并且某种程度上SW02按下已将CPU设置为阻止进入等待模式的状态。 e）现在我可以再次调试电路板。




那么如何重新获得调试器对内核的访问权限呢？我的另一个想法是以不同的模式从不同的内存启动处理器，阻止它在其中执行带有WFI的代码。恩智浦i.MX RT1064提供三种不同的启动模式，可以使用电路板上的开关进行配置：

板默认引导配置

我将电路板启动模式更改为“串行下载”模式（SW7设置为0001）。

SW7设置为串行下载

有了这个，处理器正在执行引导ROM代码，我能够再次使用调试器。

附加到引导ROM代码

但是，在此模式下无法访问0x7000'0000的内部闪存，我无法将其擦除或直接访问。




Boot Utility


“Serial Download”的DIP开关在NXP i.MX RT1064上执行引导加载程序。该引导加载程序通过主机上的特殊工具通过MCU的USB端口进行通信，该工具可用于下载新固件。




设置这样的实用程序并使用它并不是那么简单。本文使用的是Jay Heng的'NXP Boot Utility'：这个工具使我能够通过几个步骤重新获得对开发板的访问权限。



1.    按照http://github.com/JayHeng/NXP-MCUBootUtility/中的说明进行操作


2.    在SW7设置为0001的情况下以串行下载模式启动电路板：

SW7设置为串行下载

3.    电路板应枚举为USB HID设备，vID为0x1FC9，PID为0x0135

USB HID设备

4.    启动NXP-MCUBootUtility-1.0.0 \ bin \ NXP-MCUBootUtility.exe。选择器件并使用USB-HID。它应列出上面讨论的VID和PID。如果没有，请检查USB连接。

MCU NXP Boot Utility

5.  切换到“Master”模式：

主模式

6.  禁用“One Step”选项，然后连接到ROM：

连接到ROM

7.  有了这个，我们应该连接到ROM，你可以在一个单独的控制台窗口中看到执行的主机bootloader程序（sdphost）命令。

连接到ROM

8.  接下来单击“Connecte to Flashloader”按钮，状态现在应为绿色：

已连接

9.  按“配置启动设备”按钮，状态将变为蓝色。请注意有关设备状态中FlexSPI NOR内存配置的部分。只有使用这样的设置，工具才能使用内部FLASH正常运行，并使用0x0的偏移量（否则您必须指定偏移量或地址0x70000000）：

已配置引导设备

10.  转到“Boot Device Memory”选项卡。将起始地址配置为0x70000000，大小为0x400000，然后按Erase。您可以在日志中验证正确的命令（如果失败，请参阅下面的故障排除部分）：

擦除Flash

11.  现在应该擦除指定的内存区域。使用“读取”按钮进行验证（如果失败，请参阅下面的故障排除部分）：

擦除内部闪存

12.  这已将所有闪存单元设置为0xffff'fffff。缺少的是编程正确的Flash描述符。这是通过MCUXpresso IDE完成的。在MCUXpresso IDE中打开GUI Flash Tool，为RT1064选择一个工作项目（例如blinky）：

GUI Flash工具

13.   然后进行批量擦除（请注意，这将执行批量擦除并编程）：

进行批量擦除

14.  这应该成功如下：

Flash Erase已完成

15.  使用Utility检查闪存现在应该显示它具有正确的数据头：

正确的闪存数据头

16.  现在使用MCUXpresso GUI Flash编程器为MCU编写一个“已知良好”的应用程序（例如，一个闪烁的）：

编程应用

17.  这应该成功：

成功编程Flash

18.  现在将SW7设置为从内部FLASH（SW7：0010）启动，复位开发板，并运行编程的应用程序（例如，blinky）。


19.  现在开发板恢复调试了。


故障排除


在某些情况下，Boot Utility似乎不会发送正确的参数。您可以在日志和控制台输出中看到此信息，如下所示：

错读内存

在这种情况下，从日志中复制命令行，将其粘贴到系统控制台，例如，我使用了以下（当实用程序仍在运行时）：

1. <font size="3" face="微软雅黑">C:\nxp\McuBootUtility\NXP-MCUBootUtility-1.0.0\tools\blhost\win\blhost -t 6573000 -u 0x15A2,0x0073 -j -- flash-erase-region 0x70000000 0x40000 9</font>

复制代码

从Cmd.exe执行Flash擦除

建议：Safety Belt


我推荐用于任何其他低功耗实验的是添加一种安全带代码：上电后系统等待（并闪烁）一段时间以允许我在进入“危险”区域之前连接到它低功耗模式：

安全带代码

这允许我在出现问题时捕获目标。这样的代码在生产系统中甚至可能是有帮助的，例如，如果在上电期间按下按钮，则执行此操作。

总结


处理“无Flash”器件可能会非常棘手。虽然恩智浦i.MX RT1064具有片上器件，但它实际上就像是内部绑定的QSPI闪存器件。为了让CPU从中启动，需要在其中放置明确定义的数据头（Flash描述）。如果此数据头已损坏，应用程序行为不正常，或内存被擦除，则调试器可能无法再访问MCU。本文的这种情况下，FreeRTOS应用程序执行WFI指令的速度非常快，以至于无法再访问MCU。 MCUXpresso IDE、i.MX RT1064引导程序（串行加载程序）和NXP Boot Utility的组合最终帮助我“恢复正常”。如果您遇到相同的情况，上述步骤和说明有望为您提供帮助。







作者：阿哲       文章出处：点击

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