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iMX RT1064 および QSPI メモリ、XIP 実行を使用したアプリケーションのハードフォールトのデバッグ

ハードウェア構成:

ボード: iMX RT1064 uCOMボード(リビジョンPB1)をuCOMキャリアボードにマウント(Embedded Artists)
記憶： IS25LP064A 8 MB QSPI メモリを FlexSpi インターフェイス (ベース 0x60000000) に接続されたキャリアボードに搭載

問題の説明: QSPI 内部メモリに単純なブートローダを実装し、SDRAM (32 MB) の FlexSpi インターフェイスを初期化し、XIP 実行のために外部 QSPI メモリに格納されたアプリケーションにジャンプすることに成功しました。この設定は、基本的な「hello world」アプリケーション(LEDの点滅とコンソール出力)で正しく機能します。

しかし、広範な C++ コードを含み、グラフィックコントローラーを使用するより複雑なアプリケーションを実行しようとすると、システムはすぐに一見ランダムなアドレスからのハードフォールトに遭遇します。同じアプリケーションが内部QSPIメモリで完全に動作します。

初期化に使用されるコード (sdk boards/evkmimxrt1064/driver_examples/flexspi/nor/polling_transfer の例polling_transferに基づく):

static void init_qspi_flash_on_front_panel(void)
{
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_09_FLEXSPIA_DQS, 1, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_10_FLEXSPIA_DATA03, 0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_11_FLEXSPIA_DATA02, 0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_12_FLEXSPIA_DATA01, 0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_13_FLEXSPIA_DATA00, 0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_14_FLEXSPIA_SCLK,   0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
    SETUP(IOMUXC_GPIO_AD_B1_15_FLEXSPIA_SS0_B,  0, IOMUX_KEEPER_DOWN | IOMUX_SPD_MAX | IOMUX_DSE(6) | IOMUX_SLEW_FAST);
}

void init_ext_flex_spi()
{
    uint32_t i = 0;
    status_t status;
    uint8_t vendorID = 0;
    flexspi_nor_flash_init(EXAMPLE_FLEXSPI);

    /* Get vendor ID. */
    status = flexspi_nor_get_vendor_id(EXAMPLE_FLEXSPI, &vendorID);
    if (status != kStatus_Success)
    {
        LOG("FAIL flexspi_nor_get_vendor_id");
        Q_ASSERT(false);
    }
    LOG("Vendor ID: 0x%x\r\n", vendorID);

    /* Enter quad mode. */
    status = flexspi_nor_enable_quad_mode(EXAMPLE_FLEXSPI);
    if (status != kStatus_Success)
    {
        LOG("FAIL flexspi_nor_enable_quad_mode");
        Q_ASSERT(false);
    }
}

void flexspi_nor_flash_init(FLEXSPI_Type *base)
{
    flexspi_config_t config;

#if defined(CACHE_MAINTAIN) && CACHE_MAINTAIN
    flexspi_cache_status_t cacheStatus;
    flexspi_nor_disable_cache(&cacheStatus);
#endif

    flexspi_clock_init();

    /*Get FLEXSPI default settings and configure the flexspi. */
    FLEXSPI_GetDefaultConfig(&config);

    /*Set AHB buffer size for reading data through AHB bus. */
    config.ahbConfig.enableAHBPrefetch    = true;
    config.ahbConfig.enableAHBBufferable  = true;
    config.ahbConfig.enableReadAddressOpt = true;
    config.ahbConfig.enableAHBCachable    = true;
    config.rxSampleClock                  = kFLEXSPI_ReadSampleClkLoopbackFromDqsPad;
    FLEXSPI_Init(base, &config);

    /* Configure flash settings according to serial flash feature. */
    FLEXSPI_SetFlashConfig(base, &deviceconfig, FLASH_PORT);

    /* Update LUT table. */
    FLEXSPI_UpdateLUT(base, 0, customLUT, CUSTOM_LUT_LENGTH);

    /* Do software reset. */
    FLEXSPI_SoftwareReset(base);

#if defined(CACHE_MAINTAIN) && CACHE_MAINTAIN
    flexspi_nor_enable_cache(cacheStatus);
#endif
}

flexspi_device_config_t deviceconfig = {
        .flexspiRootClk       = 120000000,
        .flashSize            = FLASH_SIZE,
        .CSIntervalUnit       = kFLEXSPI_CsIntervalUnit1SckCycle,
        .CSInterval           = 2,
        .CSHoldTime           = 3,
        .CSSetupTime          = 3,
        .dataValidTime        = 0,
        .columnspace          = 0,
        .enableWordAddress    = 0,
        .AWRSeqIndex          = 0,
        .AWRSeqNumber         = 0,
        .ARDSeqIndex          = NOR_CMD_LUT_SEQ_IDX_READ_FAST_QUAD,
        .ARDSeqNumber         = 1,
        .AHBWriteWaitUnit     = kFLEXSPI_AhbWriteWaitUnit2AhbCycle,
        .AHBWriteWaitInterval = 0,
};

void flexspi_clock_init()
{
    const clock_usb_pll_config_t g_ccmConfigUsbPll = {.loopDivider = 0U};
    CLOCK_InitUsb1Pll(&g_ccmConfigUsbPll);
    CLOCK_InitUsb1Pfd(kCLOCK_Pfd0, 24);
    CLOCK_SetMux(kCLOCK_FlexspiMux, 0x3); /* Choose PLL3 PFD0 clock as flexspi source clock. */
    CLOCK_SetDiv(kCLOCK_FlexspiDiv, 2);   /* flexspi clock 120M. */
}

FlexSpi クロックは 120MHz に設定されています。PLL2_PFD2を396MHzに設定し、FlexSpiディバイダーを3に設定して)132MHzに増やそうとしましたが、ベンダーIDの読み取りが正しく行われませんでした。

支援の要請:

デバッグアプローチ: 外部 QSPI メモリ上のアプリケーションで発生するハードフォールトの問題をデバッグするには、どのような方法が推奨されますか。障害の原因を効果的に特定するのに役立つ特定のツール、手法、または手順はありますか?
潜在的なハードウェアの問題: これは、シグナルインテグリティの問題など、ハードウェアの問題である可能性がありますか?特に、ベンダー ID は 120 MHz では正しく読み取られますが、132 MHz では正しく読み取られません。この不一致はどのようにして可能であり、全体的な安定性にどのような影響を与える可能性がありますか?
カスタムボードの動作: iMX RT1064 uCOMモジュールをベースにしたカスタム設計のボードがあります。外部メモリから実行されるアプリケーションは、uCOM Carrier ボードと比較して、このカスタムボードでより長く動作しますが、それでも数秒の操作後には最終的にハードフォールトが発生します。このコンテキストではどのような要素を考慮する必要がありますか、また、特定のハードウェアまたは構成の問題が関係している可能性がありますか?

ご協力いただきありがとうございます。

Michael

i.MXRT 106倍

Re: iMX RT1064 と QSPI メモリ、XIP 実行を使用したアプリケーションのハードフォールトのデバッグ

この問題は、カスタムキャリアボードで解決されました。QSPIクワッドモードに使用しているFlexSPI DQSピン(IOMUXC_GPIO_AD_B1_09_FLEXSPIA_DQS)にハードウェアの問題がありました。周辺機器の電源がオンになっているかどうかを示す回路に接続されていました。レーンを切断した後は、120MHzのクワッドモードでメモリを問題なく使用することができました。

しかし、埋め込まれたアーティストキャリアボードでは、非常に低い周波数でもクワッドモードを機能させることができませんでした。