泰芯芯片FLASH各种常见问题FAQ
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珠海泰芯半导体有限公司
2024年09月24日
日期 | 版本 | 描 述 | 修订人 |
2026-03-30 | V1.0 | 初始版本，SDK-VERSION: 41569 | TX |
1. Flash启动问题
支持可外挂Flash Boot启动的芯片，常常会出现一样的固件，换外置Flash后无法正常Boot启动。此类问题通常是由于Flash四线使能引起的。下文中1.1节的方法是更推荐的，1.2节介绍了常见的四线使能配置。
- 前置内容：
一般而言，泰芯芯片通过Flash Boot启动，固件在编译完成后会自动被添加一段固件头信息。芯片启动时会根据固件头信息初始化Flash(以发送指令码的方式)，这些指令码可以在makecode.ini中进行配置。
1.1. 生产阶段方法
通过修改makecode.ini可以完成flash4线使能，但如果需要一份固件兼容不同型号flash的话，单纯修改makecode.ini的方式就不适用了，我们推荐使用通用烧录器，在flash贴片前先烧录对应固件，并且设置开启QE BIT。
对应固件需要在makecode.ini中关闭SpecSquenceEn。
WireMode4En=1 ; 4wire mode enable[0,1]
SpecSquenceEn=0 ;
SpecSquenceNumbers=0
; spec cmd squence (format: cmd + dummy + data_lens + data) numbers
1.2. 调试阶段方法
- Makecode.ini切片1:
WireMode4En=1 ; 4wire mode enable[0,1]
SpecSquenceEn=1 ;
SpecSquenceNumbers=6
; spec cmd squence (format: cmd + dummy + data_lens + data) numbers
SpecSquence0=50000000 ; spec cmd "write enable "
SpecSquence1=0100020002 ; spec cmd "qual mode enable for winbond "
SpecSquence2=05800101 ; spec cmd "wait busy "
SpecSquence3=50000000 ; spec cmd "write enable "
SpecSquence4=31000102 ; spec cmd "qual mode enable for winbond "
SpecSquence5=05800101 ; spec cmd "wait busy "
- Makecode.ini切片2:
WireMode4En=1 ; 4wire mode enable[0,1]
SpecSquenceEn=1 ;
SpecSquenceNumbers=6
; spec cmd squence (format: cmd + dummy + data_lens + data) numbers
SpecSquence0=06000000 ; spec cmd "write enable "
SpecSquence1=0100020002 ; spec cmd "qual mode enable for winbond "
SpecSquence2=05800101 ; spec cmd "wait busy "
SpecSquence3=06000000 ; spec cmd "write enable "
SpecSquence4=31000102 ; spec cmd "qual mode enable for winbond "
SpecSquence5=05800101 ; spec cmd "wait busy "
- Makecode.ini切片3:
WireMode4En=1 ; 4wire mode enable[0,1]
SpecSquenceEn=1 ;
SpecSquenceNumbers=3
; spec cmd squence (format: cmd + dummy + data_lens + data) numbers
SpecSquence0=06000000 ; spec cmd "write enable "
SpecSquence1=01000140 ; spec cmd "qual mode enable for winbond "
SpecSquence3=05800101 ; spec cmd "wait busy "
以上是三种典型的flash 4线使能配置，目前暂未看到更多例外。通常逐一尝试以上三种配置即可让flash 4线启动。
2. 擦写动态挂起恢复(SDK默认启用)
由于程序运行在Flash上，而擦写时读Flash会出现读到0情况，因此在擦写Flash过程中无法运行代码，为了防止跑飞还需要关闭中断。因此在擦写时会出现几十到几百毫秒的关中断时间，一部分程序可能因此出现问题。为了解决这个问题，SDK引入了擦写动态挂起的机制，可以配置tsr时间内自动挂起擦写状态和擦写线程，挂起后系统即可处理其他紧急的事情，trs时间后擦写线程才会恢复到ready状态。
- 大部分Flash支持擦写suspend和resume功能，客户可以配置tsr,trs,tsus,trus满足对应flash所需要的时序要求。
- 对于不支持suspend和resume的flash，客户可以配置device.c/spi7.wip.tsr=60000解决。
- Tsr:擦除开始到擦除挂起的最大时间(ms)
- Trs:擦除挂起到擦除恢复必要的间隔时间(ms)
- Tsus:擦除挂起指令到下一条指令，cs必要的拉高时间(us)
- Trus:擦除恢复指令到下一条指令，cs必要的拉高时间(us)
这些参数在FLASH SPEC中AC Characteristics中会描述，可能有一部分是没有的，大部分时候都不需要修改这些参数
SDK默认值：
Tsr=8,trs=4,tsus=20,trus=20
3. DDR功能（TXW81x不需要考虑）
TXW82x芯片支持DDR Flash，SDK默认不启用DDR功能，支持DDR的Flash比较少，如果Flash支持DDR，可以在device.c中，spi7.ddr=1,启动DDR功能。DDR目前最高只支持到80Mhz的频率。
4. XIP功能（TXW81x不需要考虑）
TXW82x芯片支持Flash XIP，SDK默认开启XIP功能，大部分Flash支持XIP功能，XIP能够让每一次读取访问都可以少一个指令码，在4线模式下，开启XIP，在SDR模式能减小16.6%访问时间，在DDR模式下能减小25%的访问时间.
在41569版本后，对XIP才有了比较完善的支持。在device.c中，spi7.xip=1/0,开关XIP功能。
5. 安全区
一些Flash可能会提供额外的一片存储空间用于存储OTP数据，通常称这块区域为安全区。安全区的读写会有点区别，在Flash spec上会描述它们安全区的访问地址，通常在第一页FEATURE会描述是否支持安全区，全局搜索44H(安全区擦除指令)，指令码描述那里会说明安全区的地址。
图5-1 某款flash对于44h指令的描述
可以看到总共有3个安全区区域，地址分别是0x001000,0x002000,0x003000,每一个区域由10bit寻址，大小1kB。
客户需要访问到正确的地址才能正常读写安全区。安全区相关读写样例请参阅app/flash/flash_read_demo.c/flash_security_demo();
6. 动态写保护（TXW81x不需要考虑）
这个功能的实现思路是在非必要时，让Flash处于写保护状态，必要时(需要擦写Flash)，短暂的关闭Flash写保护功能。由于兼容性问题，默认不再打开这个功能。客户如有需要，可以根据以下内容配置。
6.1. 关闭动态写保护
对于旧SDK(版本号小于41569)，如果你遇到了有关Flash写入失败的问题，那大概率就是写保护不兼容导致的。你可以选择关闭动态写保护，以下是关闭方法:
device.c/spi7->spi7.nbp=1; //nbp赋值为1
hal/spi_nor.c/spi_nor_attach()->flash->bp_conv=NULL; //块保护逻辑
6.2. 开启动态写保护
为了提高兼容性，需要根据不同的Flash id来选择不同的写保护策略。通常，这需要你对SPI Flash的寄存器有一定的理解，具体参阅对应Flash的数据手册中状态寄存器/写保护章节。
下图是某Flash的sr/wp area的关系图，每个Flash spec都有类似的图
图6-2-1 一种SR（状态寄存器）和memory area的关系
- 相关控制代码:
Spi_nor.c/spi_nor_attach():
“ flash->bp_conv(struct spi_nor_flash*flash,uint32_t addrl,uint32_t addru,struct bpreg_cfg*bp) ” 负责将[addrl.addrh]转化为寄存器配置描述struct bpreg_cfg，写保护逻辑自动在关键时刻把struct bpreg_cfg寄存器配置写入到Flash中。
目前实现了 “ xip_nor_flash_unbp_convert_tbl() ”。即flash->bp_conv=xip_nor_flash_unbp_convert_tbl;xip_nor_flash_unbp_convert_tbl通过struct bp_area将[addrl,addrh]转化为struct bpreg_cfg。
struct bp_area结构体用于描述寄存器配置及其对应写保护区域的关系。
struct bp_area由宏DEF_BP_AREA_TB_BPV(tb,bpv,addrl,addrh)描述，tb和bpv都是Flash寄存器中的写保护控制域，tb通常只有1个bit，bpv可能有4个或5个bit。在图6-2-1中bp3也可以称为tb(top/button)，它控制着portion项是Upper或是Lower。
每一条DEF_BP_AREA_TB_BPV()都描述了[addrl,addrh]区域对应的写保护寄存器配置。客户只需要根据不同的flash，配置不同的struct bp_area即可，其余由软件自动控制。lib/bus/spi/spi_nor/spi_nor_bus.c中
const struct bp_area bp_area_tbl_2MB{...};是个典型例子。