无缓存下对Flash的AHB读访问竟然是这样！

撞上电子

大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是实抓Flash信号波形来看i.MXRT的FlexSPI外设下AHB读访问情形。
上一篇文章 《i.MXRT中FlexSPI外设对AHB Burst Read特性的支持》 里痞子衡介绍了FlexSPI外设在不开启Prefetch功能下响应AHB master的访问请求完全受AHB总线Burst Read特性决定，这是FlexSPI外设最基础的对Flash访问支持功能，研究这个其实是很有意义的，这可以反映出XiP下最原始的代码执行效率。
我们知道在实际项目中，XiP应用程序常常是在L1 Cache和Prefetch加持下运行的，代码执行效率会得到大大提升，但无论是怎样的缓存策略，极限情况下（比如大数据块搬移，长跳转指令）最终还是拼得FlexSPI最基础的读访问支持。今天痞子衡就从抓Flash信号波形角度带大家真切感受下这最基础的AHB读访问情形（为更清晰地分析结果，本次主要涉及数据总线AHB访问，暂不涉及指令总线AHB访问）：
一、实验准备痞子衡用i.MXRT1050-EVKB来做这个AHB读访问实验，这块板子上的Flash被痞子衡更换过，目前的型号是华邦W25Q64JWS-IQ。我们基于 \SDK_2.9.1_EVKB-IMXRT1050\boards\evkbimxrt1050\demo_apps\led_blinky\iar 例程（记得切换到 flexspi_nor_debug build）来简单修改一下，把启动头FDCB修改如下，设置Flash工作于30MHz Fast Read Quad I/O SDR模式，调成30MHz低速是为了方便后续用示波器抓Flash信号去分析。
9 i6 ], l6 h9 F- n1 @$ W8 g0 ]. g0 kconst flexspi_nor_config_t qspiflash_config = {
    .memconfig =
/ ~! I  v. t' N" F  w8 u        {
            .tag              = FLEXSPI_CFG_BLK_TAG,
* a1 P  W# Z4 P9 e3 E3 J; W5 {6 Y2 v            .version          = FLEXSPI_CFG_BLK_VERSION,
            .readSampleClkSrc = kFlexSPIReadSampleClk_LoopbackFromDqsPad,
8 P/ I+ d2 v. I: f            .csHoldTime       = 3u,
. Z$ e$ D& P" A8 l            .csSetupTime      = 3u,
) |+ t+ o* d8 m5 M6 x2 K: Y            .controllerMiscOption = 0x10,
& k. S& e6 p* b( \/ b4 Z            .deviceType       = kFlexSpiDeviceType_SerialNOR,
$ [  W8 D5 n' j6 a, J            .sflashPadType    = kSerialFlash_4pads,
            // Flash工作于30MHz
            .serialClkFreq    = kFlexSpiSerialClk_30MHz,
  L! C! i" a/ ?7 R            .sflashA1Size     = 8u * 1024u * 1024u,
            .lookupTable =
                {
# ?9 R  S( F5 o+ L( N8 G3 g                    // Quad I/O Fast Read SDR LUTs
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(CMD_SDR,   FLEXSPI_1PAD, 0xEB, RADDR_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x18),
/ w. B' I. Y0 {8 d                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(MODE8_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0xF0, DUMMY_SDR, FLEXSPI_4PAD, 0x04),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 2] = FLEXSPI_LUT_SEQ(READ_SDR,  FLEXSPI_4PAD, 0x04, STOP,      FLEXSPI_1PAD, 0x00),
                    [4*CMD_LUT_SEQ_IDX_READ + 3] = 0,
                },
        },
# U- ^$ h% R6 v1 K; \) {) K1 l    .pageSize           = 256u,
    .sectorSize         = 4u * 1024u,
6 _/ [0 M" P5 G3 k% S2 }& G/ |1 l    .blockSize          = 64u * 1024u,
' p- }0 H& M& m4 V    .isUniformBlockSize = false,
};
下图是华邦W25Q64JWS-IQ芯片的Fast Read Quad I/O SDR传输时序图，Dummy Cycle连同MODE8_SDR序列一共6个SCK周期，此外还有个特别注意点，MODE8_SDR序列参数值需要被设成0xFx，我们上面修改的FDCB启动头是符合要求的。