【S32K 進階之旅】S32K 芯片的解鎖

在使用 S32K1xx MCU 的過程中，因為某些不當操作導致芯片被鎖、加密的情況偶有發生，在此總結一篇如何解鎖芯片的文檔，希望能夠幫到有需要的人。
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1.? S32K 芯片被鎖的現象及原因分析

1）在S32K 系列 MCU 開發和生產過程中，可能會出現芯片被鎖的情況，具體表現為：

  • 通過 J-Link Commander 我們可以讀到芯片的 ID，但是無法通過 JTAG/SWD 調試接口進行Debug
  • 使用 J-Link 調試或下載程序時會提示“Failed to RAMCode”
  • 使用 PEMicro debugger(OpenSDA/U-Multilink) 和 Flash Programmer(U-Cyclone) 時會提示如下錯誤，調試無法建立與目標MCU的連接：

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  • MCU 周期性復位，RESET（PTA5）引腳有周期性的復位脈沖信號輸出。復位信號周期大概為 117us，高電平時間為 600~800ns。通過示波器觀察 RESET 波形如下圖所示。

注：高電平時間為?600~800ns?的方波信號是去掉RESET引腳的外部濾波電容時的測量結果，若外部連接有濾波電容，將影響RESET引腳輸出的波形，變成緩慢下降和上升的鋸齒波信號。

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2）芯片被鎖可能的原因：

  • 時鐘配置異常，MCU沒有配置時鐘、時鐘被倍頻等。
  • 燒寫程序時斷電。
  • MCU 外部電路異常（比如 I/O 引腳電平超出工作電壓允許的范圍、I/O 外部電路先于 MCU VDD 上電等）導致 MCU 復位失敗，Flash 初始化異常。
  • 修改了 0X400-0X40F地址內容，如果是這個原因，在 J-Link Commander 工具中輸入命令“connect”后，會提示“Protection bytes in flash at addr. 0x400 – 0x40F indicate that readout protection is set.”

2.? 使用 Multilink 解鎖

1）通過 mass erase 解密：

連接 PEMicro debugger，如下圖打開“Debug Configuration”-> 選中要燒錄的程序 -> “Debugger”-> 勾選“Emergency Kinetis Device Recovery by Full Chip Erase”，之后燒錄程序即可解密 MCU。

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2）如果 PEMicro 版本較新，則無需勾選上述選項，如下圖所示，在 Debug 頁面會自動彈出芯片已被鎖提示窗口，選擇“Yes”即可解密芯片。
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3.? 使用 J-Link 解鎖

1）使用 J-Link Commander 的“unlock Kinetis” 命令解鎖：

斷電后將復位引腳拉低到地（或按下復位按鍵）再上電，連接 J-Link 到板子。打開 J-Link Commander（J-Link 自帶） 輸入“unlock Kinetis”，即可執行 mass erase 解密。

2）通過 J-Flash 擦除解鎖：

  • 打開 J-Flash（J-Link 自帶）選擇創建新的工程，之后點擊 Start J-Flash：

  • 在創建選項卡里選擇芯片，點開后在子選項卡的 Manufacturer 選擇芯片廠商，再選擇對應型號（例如 NXP S32K116），下載方式等，配置完成后點擊 “OK”。

注：在開發階段，使用 J-Link 作為S32K1xx編程和調試器時，使用不帶“ALLOW SECURITY”的Flash算法，從而防止芯片被意外加密。

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  • 確保 J-Link 與板子已連接后，點擊“Target”-> “Connect”，如果 J-Flash 頁面左下角顯示連接成功。點擊“Target”-> “Erase chip”進行擦除操作。完成上述操作后再次嘗試燒錄程序。
  • 如果上面的方法無效，可以將復位引腳拉低，連接后再點擊“Target”->“Erase chip”。

4.? Tips

1）擴展塢、HUB 等轉接器也會影響燒錄，如果上述方法都無法解鎖，請更換轉接口，將下載器重新上電，多嘗試幾次。比如我就遇到過，Multilink 直連電腦和板子時無法解鎖，但是通過 USB 2.0 的 Hub 連接電腦就能夠成功解鎖的情況，原因暫時不明。

2）安裝 J-Link 軟件包時，除了會自動安裝最新的 Flash 算法外，還會安裝一些有用的上位機軟件，比如 J-Flash，J-Link Commander 等，并會將最新的驅動和 Flash 算法更新到 PC 上已經安裝的支持 J-Link 的 MCU 應用程序開發 IDE，比如 S32DS、Keil MDK 和 IAR 等。

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以上就是 S32K 芯片的解鎖方法，如果還有其他解鎖方式的話歡迎大家指出。如果有任何問題或疑慮，都可以在文章下方留言哦！
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5. 參考文獻

[1] S32K1xx Series Reference Manual.pdf，NXP

[2] Production Flash Programming Best Practices for S32K1xx MCUs.pdf，NXP

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