i.MXRTxxx里FLEXSPI_MCR0寄存器保留位會造成IP CMD讀寫異常？

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）上調試串行 NAND Flash 驅動，簡單理解這顆芯片其實就是 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。因為痞子衡對 i.MX RT 特別熟，所以自然想到先在 RT500/600 上調通串行 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 驅動（并不是基于官方 SDK 底層驅動），單從 FlexSPI 外設角度來看，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 上實測時卻連 NAND 的 JEDEC ID 都無法正常讀取，IP CMD 獲取到的值永遠是 0x0。

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

二、關于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，會發現 MCR0[7:6] 是保留位，且復位默認值為 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 四位數系列（如 RT1050）上相關描述，這兩個位并不是保留位，其具體功能是決定訪問 IP TX/RX FIFO 數據的方式是 AHB bus 還是 IP bus。默認值 1 表明只能從 AHB bus 訪問 IP TX/RX FIFO，這個初始值設置其實稍微有點不合理，畢竟 AHB bus 已經有專用的 AHB TX/RX Buffer 傳輸數據了。

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 相應功能，還是單純不對用戶開放而已，這里就需要做一個實驗來驗證。

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 Read JEDEC ID 命令讀取 2byte 數據，在 FLEXSPI_MCR0[7:6] 為默認 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 IP RX FIFO 工作。

將 FLEXSPI_MCR0[7:6] 設為 2'b00 再測一次，這時可以看到 FLEXSPI_RFDRx 寄存器里開始有數據了，IP bus 觸發 IP RX FIFO 干活了。

現在我們知道了，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驅動處理方法

在官方 SDK 2.14 的 fsl_flexspi 驅動 FLEXSPI_Init() 函數里對于 MCR0 寄存器采取得是忽略初值直接整體賦值的初始化方式，其關于 ATDFEN/ARDFEN 位操作根據特性宏來做條件編譯。這樣的處理導致 RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 永遠被重置為 2'b00。例程測試結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、經驗與教訓

回到文章開頭，痞子衡推薦的 MCU 外設寄存器謹慎賦值法在這個案例里就完全失效了。我們知道 MCU 外設寄存器有保留位是業界常規做法，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。如果應用代碼是基于官方 SDK 底層驅動，那么可能不會遇到問題。如果你需要重寫底層驅動，想手撕寄存器，那就要特別小心了，關于寄存器保留位的處理是值得深思的。

審核編輯：劉清