是谁说MCU寄存器一定要谨慎赋值来着？

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不清i.MXRTxxx里FLEXSPI_MCR0寄存器保留位会造成IP CMD读写异常。

痞子衡曾经写过一篇文章 《改动i.MXRT1xxx里IOMUXC_GPR寄存器保留位可能会造成系统异常》，这篇文章提出了一个观点，即对于 MCU 外设寄存器应使用谨慎赋值法（应该先读回初值再做位操作赋值，不要忽略初值直接整体赋值），如今三年过去了，这个经验狠狠地反噬了痞子衡一把，一度把痞子衡调试到崩溃，且听痞子衡辛酸道来：

一、引出NAND访问问题

痞子衡最近需要在恩智浦无线系列 SoC（RW612）上调试串行 NAND Flash 驱动，简单理解这颗芯片其实就是 RT600 + 多模无线 SIP 到一起，但是其 MCU 部分对 RT600 做了精简以及魔改。因为痞子衡对 i.MX RT 特别熟，所以自然想到先在 RT500/600 上调通串行 NAND Flash，然后再做简单移植就大功告成了，没想到被这么个想法坑惨了。

痞子衡手里早就有成熟的 RT1050 系列串行 NAND Flash 驱动（并不是基于官方 SDK 底层驱动），单从 FlexSPI 外设角度来看，RT1xxx 和 RTxxx 差异不太大，基本是兼容的，所以痞子衡很快就将代码从 RT1050 移植到了 RT500 上，工程编译几乎是一把过，然而在 RT500 上实测时却连 NAND 的 JEDEC ID 都无法正常读取，IP CMD 获取到的值永远是 0x0。

i.MX RT上串行NAND驱动：https://github.com/JayHeng/RT-SNAND

由于串行 NAND Flash 驱动代码在 RT1050 上得到过验证，所以其本身不存在逻辑问题，大概率问题还是出在 FlexSPI 外设配置上，于是痞子衡经过 RT1050 vs RT500 各种单元对比测试（此处耗费时间较长），最终发现是由 FLEXSPI_MCR0[7:6] 的配置值不同引起的。

二、关于LEXSPI_MCR0寄存器保留位

在 RT500 参考手册(Rev.2)以及 RT600 参考手册(Rev1.5)里查看 FlexSPI 模块的 MCR0 寄存器描述，会发现 MCR0[7:6] 是保留位，且复位默认值为 1。

1. RT500 手册描述来看，这两个保留位可读不建议写，且读回值应该是 0
2. RT600 手册对这两个保留位描述是 both bits must be written with ones.

作为对比我们再查看一下 RT 四位数系列（如 RT1050）上相关描述，这两个位并不是保留位，其具体功能是决定访问 IP TX/RX FIFO 数据的方式是 AHB bus 还是 IP bus。默认值 1 表明只能从 AHB bus 访问 IP TX/RX FIFO，这个初始值设置其实稍微有点不合理，毕竟 AHB bus 已经有专用的 AHB TX/RX Buffer 传输数据了。

三、FLEXSPI_MCR0寄存器保留位测试

在 RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 是保留位，那这个保留位到底是什么意思？到底是没有这个 ATDFEN/ARDFEN 相应功能，还是单纯不对用户开放而已，这里就需要做一个实验来验证。

痞子衡在 RT500-EVK 上用连在 FlexSPI PortA 上的那颗四线 NOR 做测试，我们尝试用 IP CMD 发 Read JEDEC ID 命令读取 2byte 数据，在 FLEXSPI_MCR0[7:6] 为默认 2'b11 的情况下，可以看到 FLEXSPI_RFDRx 寄存器全是 0，这意味着 IP bus 根本就没有触发 IP RX FIFO 工作。

将 FLEXSPI_MCR0[7:6] 设为 2'b00 再测一次，这时可以看到 FLEXSPI_RFDRx 寄存器里开始有数据了，IP bus 触发 IP RX FIFO 干活了。

现在我们知道了，RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 虽然是保留位，但是其 ATDFEN/ARDFEN 功能仍然是存在的。

四、SDK驱动处理方法

在官方 SDK 2.14 的 fsl_flexspi 驱动 FLEXSPI_Init() 函数里对于 MCR0 寄存器采取得是忽略初值直接整体赋值的初始化方式，其关于 ATDFEN/ARDFEN 位操作根据特性宏来做条件编译。这样的处理导致 RT500/600 上 FLEXSPI_MCR0[7:6] 永远被重置为 2'b00。例程测试结果上来看似乎没有问题，但是这里存在一定不合理的地方。

1. 在 RTxxx 头文件 FlexSPI 模块寄存器定义里没有 ATDFEN/ARDFEN 位信息，但有如下特性宏定义
  #define FSL_FEATURE_FLEXSPI_HAS_NO_MCR0_ARDFEN (1)
  #define FSL_FEATURE_FLEXSPI_HAS_NO_MCR0_ATDFEN (1)
2. 在 RT1xxx 头文件 FlexSPI 模块寄存器定义里有 ATDFEN/ARDFEN 位信息，无上述特性宏定义

五、经验与教训

回到文章开头，痞子衡推荐的 MCU 外设寄存器谨慎赋值法在这个案例里就完全失效了。我们知道 MCU 外设寄存器有保留位是业界常规做法，但是保留位到底是无功能还是功能不开放，这个要看具体情况。如果应用代码是基于官方 SDK 底层驱动，那么可能不会遇到问题。如果你需要重写底层驱动，想手撕寄存器，那就要特别小心了，关于寄存器保留位的处理是值得深思的。

至此，不清i.MXRTxxx里FLEXSPI_MCR0寄存器保留位会造成IP CMD读写异常痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~