TC3xx芯片DMU介紹

前言

AUTOSAR架構圖下的Fls模塊對上（Fee）模塊提供統(tǒng)一的標準接口，但是具體的實現(xiàn)因不同的芯片而不一樣，Infineon公司的Fls模塊通過操作TC3xx芯片的DMU模塊實現(xiàn)Fls的功能。在具體介紹Fls模塊的功能之前，有必要先介紹下TC3xx芯片的DMU模塊。本文就來詳細介紹下TC37x芯片的DMU功能，希望能搞清楚以下問題：

問題1：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU實現(xiàn)讀，寫，擦除DFlash？

問題2：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU監(jiān)控讀，寫，擦除DFlash等任務完成的？

問題3：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU監(jiān)控讀，寫，擦除DFlash等任務出現(xiàn)Error的？

問題4：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，在監(jiān)控到讀，寫，擦除DFlash等任務出現(xiàn)Error后如何恢復重來？

Note: 作者對芯片的各種模塊的硬件接口或者功能實現(xiàn)也不是很理解（非電子信息專業(yè)出身，屬于半路出家的半吊子……），但是站在軟件開發(fā)者的角度來看，個人理解，操作芯片模塊基本就是操作芯片模塊的控制寄存器來達到想要的功能，輪詢芯片的狀態(tài)寄存器判斷控制命令是否完成，監(jiān)控Error寄存器看是否發(fā)生錯誤（發(fā)送錯誤后一般通知上層后嘗試重置芯片模塊功能）。對于軟件開發(fā)者，搞清楚上述四個問題其實就是搞清楚在上述問題的上下文中如何控制和監(jiān)控寄存器。

縮略詞

正文

1.DMU硬件架構

CPU通過SRI總線能夠訪問／控制DMU，DMU通過FSI接口能夠控制DFLASH。CPU訪問/控制DMU可以通過軟件（我們寫代碼）實現(xiàn)，DMU通過FSI訪問/控制DFLASH是硬件實現(xiàn)（軟件不不參與，軟件發(fā)錯命令序列后只能輪詢DMU的狀態(tài)寄存器來獲取DMU訪問/操作DFLASH的結果）。

圖1：Non Volatile Memory (NVM) Subsystem

圖2：Block diagram of DMU module

圖3：Block Diagram of the NVM module

2.DMU寄存器

DMU模塊相關的寄存器很多，這里我們只要了解DMU相關的控制，狀態(tài)，錯誤狀態(tài)三個寄存器就能理解絕大部分的功能。

2.1 DMU狀態(tài)寄存器

HF_STATUS狀體寄存器，標識當前Flash的狀態(tài)。比如，標識當前Flash是否在Page Mode（擦寫Flash時必須在這個模式下），F(xiàn)lash當前是否Busy（Flash是否正在處理上一次的擦寫任務）。

D0BUSY: 標識DFlash0是否處于Busy狀態(tài)。

D1BUSY:標識DFlash1是否處于Busy狀態(tài)。

Fls在進行硬件操作前，會檢查DFlash是否Busy，如果Busy的話就不進行任何操作。

DFPAGE: 標識DFlash是否處于Page Mode

DFPAGE: 標識PFlash是否處于Page Mode

Fls在執(zhí)行Writesequence前都要先進入到Page Mode

Note: 進入Page Mode后，F(xiàn)lash模塊才能夠接收寫入的數(shù)據(jù)

2.2 DMU控制寄存器

DMU控制寄存器HF_CONTROL并不是用來直接操作數(shù)據(jù)的寫入和擦除（數(shù)據(jù)的寫入和擦除由Command Sequence實現(xiàn)，后面章節(jié)介紹），而是用來控制/使能一些Flash的全局功能（后面遇到了再展開介紹）。

2.3 錯誤狀態(tài)寄存器

HF_ERRSR錯誤狀態(tài)寄存器標識當前Flash有沒有發(fā)生錯誤。對每個錯誤類型的具體解釋和檢測到錯誤后建議的軟件操作請參考后面的錯誤處理章節(jié)。

Fls模塊在執(zhí)行Flash寫操作前也會先檢查Flash有沒有Error產(chǎn)生，如果有Error產(chǎn)生，則不進行任何操作。

3.DMU命令序列

3.1 讀Flash

對Flash的讀訪問是Memory mapped read，什么意思了？比如我們要讀0xAF001234這個起始地址處的一個uint32的數(shù)據(jù)，我們可以直接操作內(nèi)存進行讀:

uint32 Value = *((uint32 *)0xAF001234);

3.2 寫Flash

但是對于Flash的寫（Programming）和擦除（Erase）操作不能直接操作內(nèi)存，需要通過特定的命令序列（Command Sequence），比如以下的操作就是無效的。

*((uint32 *)0xAF001234) = 0xFFFF;

實際對DFlash的寫操作需要一組命令序列（Command Sequences）來實現(xiàn)。DMU會把者一組命令序列翻譯過來去完成對DFlash的寫操作。寫的過程中的狀態(tài)和錯誤通過HF_STATUS和HF_ERRSR寄存器標識。DMU提供了一些Command Sequence供開發(fā)者使用。

我們來分析一個Write Page的Command Sequence：

第一步：把PA（緩存要寫入數(shù)據(jù)的變量的地址）加載到DFlash Base Address + 0xAA50處

第二步：把xx00H（xx標識的部分被忽略）這個值加載到DFlash Base Address + 0xAA58處

第三步：把xxA0H（xx標識的部分被忽略）這個值加載到DFlash Base Address + 0xAA58處

第四步：把xxAAH（xx標識的部分被忽略）這個值加載到DFlash Base Address + 0xAA58處

執(zhí)行Write Page需要注意：

1.Write Page命令序列需要在Load Page命令序列之后執(zhí)行

2.執(zhí)行完Write Page命令序列后，PageMode的標志就會在HF_STATUS狀態(tài)寄存器中被設置

3.如果Flash不在PageMode下執(zhí)行Write Page操作，那么HF_ERRSR錯誤狀態(tài)寄存器的Sequence Error(SQER)標志就會被置位，如果PA地址值不在合肥的地址范圍內(nèi)，SQER標志也會被置位。

4.如果進入Page Mode后數(shù)據(jù)太少，則沒有數(shù)據(jù)或太多數(shù)據(jù)通過“LoadPage”傳輸?shù)匠绦蚣彌_區(qū)，“WrtePage”會對頁面進行編程，但會設置序列錯誤 (SQER)。 缺少的數(shù)據(jù)是使用程序集緩沖區(qū)的先前內(nèi)容進行編程的

5.當頁面“ PA ”位于具有有效寫入保護的Sector中，或者Flash模塊具有有效的全局讀取保護時，Write Page就會執(zhí)行失敗并設置保錯誤 Protection Error(PROER)。

6.當寫入（Programming）過程中出現(xiàn)錯誤，PVER錯誤標志就會被設置

7.如果DMU處于Cranking Mode或者Error Mode，執(zhí)行Write Page命令序列就會產(chǎn)生Sequence Error(SQER).

Write Page在代碼中的體現(xiàn)：

Note:

1.不要問為什么是這樣來實現(xiàn)對DFlash的操作，這是人家芯片廠商規(guī)定的，我們照著做就行。

2.命令序列很多，遇到了想了解的話，就按照Write Page這個分析過程去分析就行

4.DMU錯誤處理

Infineon的芯片手冊中對每一種Error產(chǎn)生原因和出現(xiàn)Error后建議的操作都寫的非常詳細，我們能找到地方并理解就好，這里僅介紹Sequence Error(SQER)，其他自己去查手冊就好。

Sequence Error(SQER)產(chǎn)生的原因：

1.Comman的地址或者數(shù)據(jù)不正確，也就是沒有按照規(guī)定的CommandSequence來操作Flash

2.DMU處于Page Mode時又嘗試進入Page Mode

3.Load Page命令序列不在Page Mode下執(zhí)行

4.Load Page命令序列混合32/64操作

……太多了，參考<< AURIXTC3XX_um_part1_v2.0.pdf>>以下章節(jié)

出現(xiàn)問題后怎么處理：

SQER錯誤通常就是軟件Bug導致的，所有我們把軟件寫好，這些問題就不會出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了這些Error，應該把Error信息通知到應用代碼。但是，可以使用“Clear Status”或“Resetto Read”命令序列清除此標志，然后可以再次發(fā)出更正后的命令序列。

5.DMU中斷和Trap

5.1中斷

DMU在以下截圖的事件觸發(fā)時可以觸發(fā)中斷，中斷使能和中斷處理函數(shù)需要我們?nèi)ヅ渲煤蛯崿F(xiàn)，然后可以通過中斷來判斷事件完成或錯誤發(fā)生。但是，對Flash操作的狀態(tài)獲取和錯誤獲取一般采用輪詢的方式實現(xiàn)。

5.2Trap

同樣，DMU外設報告以下的Fatal Errors會觸發(fā)CPU進入Trap。

Note: 這些了解就好，好像在實際工程中沒有使用DMU中斷，也沒去管DMUTrap，回頭再仔細研究下。

6.總結

這篇文章的所有內(nèi)容都可以在Infineon的數(shù)據(jù)手冊中找到，但是對于初學者或者對硬件手冊不熟悉的朋友不容易抓到重點（動不動一個章節(jié)就是幾十上百頁的英文，確實看著就頭疼…），所以作者結合代碼梳理出個人認為對于軟件開發(fā)者最為重要的內(nèi)容，希望各位對各位看官有所幫助，也希望對各位新人苦于看數(shù)據(jù)手冊有所啟發(fā)。

最后，咱們來來回答開頭提出的問題結束本文。

問題1：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU實現(xiàn)讀，寫，擦除DFlash？

答：通過Load Page和Write Page命令序列實現(xiàn)寫操作；通過Erase Logical Sector Range命令序列實現(xiàn)擦除操作；通過Memory mapped read直接讀Flash。

問題2：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU監(jiān)控讀，寫，擦除DFlash等任務完成的？

答：通過監(jiān)控HF_STATUS的D0BUSY/D1BUS標志來監(jiān)控擦寫操作，讀不用監(jiān)控，直接讀取就行。

問題3：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，如何通過DMU監(jiān)控讀，寫，擦除DFlash等任務出現(xiàn)Error

的？

答：通過監(jiān)控HF_ERRSR錯誤狀態(tài)寄存器的錯誤標志來監(jiān)控讀，寫，擦除DFlash等任務出現(xiàn)Error

類型。

問題4：站在軟件實現(xiàn)的角度來看，在監(jiān)控到讀，寫，擦除DFlash等任務出現(xiàn)Error后如何恢復重來？

答：太多，這里就不在細講，具體參考數(shù)據(jù)手冊的Error Handing章節(jié)。

審核編輯：湯梓紅