i.MX RT1xxx从SD/eMMC启动

最近在恩智浦官方社区上支持了一个关于i.MX RT从SD卡启动的案例，这让我想起了一年前写过的一篇《i.MX RT600从SD/eMMC启动》，那一篇重点介绍了基于eMMC设备制作程序、下载程序、启动程序的方法。虽然SD和eMMC在启动流程上差别不大，但是细节上还是有一些不同的。借此机会，今天再认真捋一下SD卡上制作、下载、启动程序的方法：

注：文中贴图、代码主要以i.MX RT1050为例，其余i.MX RT1xxx系列原理类似。

一、支持的SD/eMMC

i.MX RTxxxx(四位数)和i.MX RTxxx(三位数)用于访问SD/MMC卡的外设是同一个,即uSDHC，外设本身能支持到SD3.0。但是芯片BootROM里并不一定完全按uSDHC全功能来做实现，i.MX RT1050 BootROM主要实现了以下类型的SD卡启动支持：

SD v2.0 or less

eSD v2.10 rev-0.9, with or without FAST_BOOT

SDXC v3.0

作为对比，i.MX RT600 BootROM对于SD卡启动支持与i.MX RT1050则稍有不同：

SD Version 3.0 or earlier version

SD: 1-bit/4-bit; SDR12, SDR25, SDR50 and SDR104.

全系列MIMXRT10xx-EVK上均配置了MicroSD卡槽，均连接在了第一个uSDHC端口上，所以我们测试SD启动还是非常方便的。

二、SD/eMMC硬件连接

除了i.MXRT1010/1015不包含uSDHC外设之外，其余i.MXRT1xxx内部都有2个uSDHC模块（注：uSDHC2可能在一些小封装上没有引出），i.MX RT1050 BootROM支持如下pinmux连接，支持从SD/eMMC卡去启动：

下图是IMXRT1050-EVKB_Rev.A板上SD卡槽连接设计图，这个卡槽除了用来测试SD卡读写启动之外，也可以通过连接MicroSD转eMMC适配器去测试启动eMMC（需工作在1/4bit bus width mode）：

 

三、SD/eMMC加载启动过程

我们知道SD/eMMC设备中仅能放置Non-XIP Application（链接到内部SRAM或者外部RAM空间），其启动加载流程跟《从Serial(1-bit SPI)NOR/EEPROM恢复启动》加载流程差不多（参考文章第3小节）。

对于SD卡设备，起始偏移一般要存放在系统main boot record(MBR)中，因此需要预留，BootROM会从固定偏移0x400地址处读取IVT启动头，有了IVT后面就能找到Application去加载启动了（在这里RTxxxx四位数和RTxxx三位数是不一样的）。
 

四、下载Application进SD/eMMC

现在假定你已经制作好一个Bootable image并且使用blhost工具与Flashloader建立了基本通信，正要开始将Bootable image下载进SD设备。此时我们只需要提供简化的4byte配置数据就可以完成SD设备的配置，下面是一种Application下载更新示例：

// 在 SRAM 里临时存储 SD 配置数据
blhost -u -- fill-memory 0x20202000 0x4 0xD0000001 // 1bit, Normal Speed，uSDHC1

// 使用 SD 配置数据去配置 uSDHC 接口
blhost -u -- configure-memory 0x120 0x20202000

上述fill-memory命令中0xD0000001参数即是简化的4byte配置数据，这个配置数据组织详见下表：



上表4byte数据提供的配置信息主要是SD连接以及属性配置。configure-memory命令执行成功之后，随后只需要将Bootable image从SD偏移0x400地址处开始下载即可，具体步骤如下：

// 擦除 SD 并将 image 下载进 SD
blhost -u -- flash-erase-region 0x400 0x20000 0x120
blhost -u -- write-memory 0x400 bt_image.bin 0x12

当然以上所有繁杂的命令行操作都可以使用MCUBootUtility工具（v3.5及以上）来一键完成：

 

五、进入SD/eMMC启动模式

Application被成功下载进SD卡之后，此时我们便可以开始设置芯片从SD启动。

先确定BOOT_MODE[1:0]=2'b10，即芯片处于Internal Boot模式，再来选择Boot Device，Boot Device由BOOT_CFG1[7:4]这四个pin的输入状态决定，其中SD启动模式为4'b01xx。

六、配置eFuse启动SD/eMMC

设置好芯片启动模式是从SD启动之后，我们还需要最后关注一下与SD/eMMC相关的具体特性配置，主要集中在芯片内部eFuse 0x470-0x450区域里，默认全0值适用3.3V SD卡工作在1bit Normal Speed模式，有需要的话切换到4bit SDR104更快速度模式也是可以的。

 

七、几个注意事项

i.MX RTxxxx(四位数)与i.MX RTxxx(三位数)在uSDHC编号上不同，RTxxxx(四位数)是uSDHC1-2，而RTxxx(三位数)则是uSDHC0-1，这反映在第四节option.instance设置里。

eMMC协议是向下兼容SD协议的，因此如果使用一块MicroSD转eMMC小卡插进官方EVK板的SD卡槽做测试，那么启动模式不管是SD 1/4bit或者eMMC 4bit模式均是能正常启动eMMC程序的。

在MIMXRT1170-EVKB Rev.B板卡上，需要设置成4bit模式（BOOT_CFG2[1]=1）才能正常启动SD卡里程序。

上述所有步骤全部完成，复位芯片之后，你就应该能看到放在SD里的Application已经正常地启动了。

审核编辑：汤梓红