MCXN947使用外部的QSPI FLASH

未闻浮生

MCXN947板卡使用外部的QSPI FLASH

原理概述

FRDM-MCXN947有内部RAM512KB，2M的内部FLASH，板载容量大小为8MB的QSPI FLASH，但FRDM-MCXN947出厂默认使用内部的FALSH，在一些代码容量较大的工程里面内部的FLASH容量会不够，因此需要将代码放在外部的QSPI FASLH里面原地执行。

QSPI Flash 的通信基于命令 - 地址 - 数据的交互流程，由控制器（如 MCU、CPU）通过 QSPI 接口发送指令，实现对 Flash 的读写、擦除、状态查询等操作，具体步骤如下：

l 片选激活：控制器拉低 CS（片选）信号，选中目标QSPI Flash 设备。

l 命令传输：控制器通过 DQ0 线发送 8 位命令（如读命令0x03、页写命令0x02），Flash 解析命令类型。

l 地址传输：根据命令需求，控制器通过数据线（DQ0-DQ3）发送存储单元的地址（通常为 24 位或 32 位，取决于 Flash 容量）。

l 数据传输：

l 读操作：Flash 通过 DQ0-DQ3 将指定地址的数据传输给控制器。

l 写操作：控制器通过 DQ0-DQ3 将数据写入 Flash 的指定地址（需先擦除对应区块）。

l 片选释放：操作完成后，控制器拉高 CS 信号，结束本次通信。

因此本文基于FRDM-MCXN947平台，实现分散加载功能，并将程序运行到外部的QSPI  FLASH中。

开发环境

适配开始之前，请确保已经准备好如下的环境：

l Keil MDK5；

l FRDM-MCXN947 SDK；

l BLHost 2.6.7及以上版本。

技术实现

将下载的SDK进行解压缩操作，然后打开SDK里面的demo_app/hello_world_qspi_xip/cm33_core0，在这目录可以看到有两个boot引导的镜像，这两个镜像决定了FRDM-MCXN947使用的是内部的FLASH或者是使用外挂的QSPI FLASH（NXP出厂默认使用的是内部的FLASH）。

下载好BLHOST工具，打开命令提示符并导航到BLHost可执行文件文件夹（<BLHostroot>\bin\<OS environment>）。使用blhost配置CMPA@0x01004000中的BOOT_SRC。进入ISP模式，使blhost可以对CMPA进行编程。按住SW3（ISP键）=>按住SW1 （N9 RST键）=>释放SW3另一种进入ISP模式的方式。Nxpdebugmbox.exe-i pyocd ispmode -m 0

使用Blhost -p COMxx write-memory 0x01004000<SDK_root>\boards\<EVK name>\demo_apps\hello_world_qspi_xip\cm33_core0\bootfromflexspi.bin

注意：上述命令中的“xx”应替换为EVK的COM端口号。

回到MDK对工程进行编译然后使用板载的MCU-LINK将代码下载到板子当中，观察实验，选择hello_world_qspi_xip工程在MDK编译，编译成功之后点击下载开发板当中。

通过调试工具观察到，系统上电复位后，程序经复位向量表指引位（读取复位向量）并完成启动初始化流程后，最终跳转至main函数的地址经确认处于0x80003348 地址空间范围内。查阅该芯片数据手册的存储器映射章节，明确此地址范围（0x80000000 起始）为外部 QSPI Flash 的映射地址空间。

退出debug模式，将代码下载到FRDM-MCXN947板卡当中，观察实验现象，现象是否和程序预期效果一致。

官方的Demo只提供了HelloWorld_XIP的工程，如果想要将XIP迁移到其它工程则需要将配置Flash的源程序copy到相应的工程里面，本文基于SDK历程中的led blink历程迁移XIP，将程序改为在外部的Flash中。

打开led_blinky历程在目录下新建XIP文件夹，将Hello_World_XIP历程里面关于初始化的nor_flex_spid的文件和镜像引导的bootfromflash.bin和bootformflexspi.bin文件同步复制到copy到XIP文件夹下

打开MDK，将mcx_flexspi_nor_config.c和mcx_flexspi_nor_config.h添加到工程当中，也同时点击魔术棒在c/c++中将mcx_flexspi_nor_config.h添加到头文件目录当中。

在keil的linker阶段中添加预处理的指令--predefine="-D__qspi_xip__=1"，这个指令是将keil分散加载的时候将程序挂在在外部的qspi flash里面，在FRDM-MCXN947的分散加载文件中可以看到。

在misc controls添加预处理的文件之后就可以进行编译下载，观察实验的现象了。

通过调试工具观察到，系统上电复位后，程序经复位向量表指引位（读取复位向量）并完成启动初始化流程后，最终跳转至main函数的地址经确认处于0x80003348 地址空间范围内。查阅该芯片数据手册的存储器映射章节，明确此地址范围（0x80000000 起始）为外部 QSPI Flash 的映射地址空间。

将程序下载到FRDM-MCXN947板卡，下载成功之后将程序进行复位操作，观察板卡上的LED灯是否和一致，1s闪烁一次。到此板卡完成了XIP的程序迁移。

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