本文整理自22. FlexSPI—讀寫外部SPI NorFlash — [野火]i.MX RT庫開發實戰指南——基于i.MXRT1052 文檔

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指令查找表LUT

訪問FLASH存儲器通常包含一些讀寫功能的的控制指令，主控設備可通過這些指令訪問FLASH存儲器。

為了適應這種需求，FlexSPI外設中包含有一個指令查找表LUT（Look Up Table），即圖 22?5中第②部分SEQ_CTL（序列控制邏輯）的主要內容，它用來預存儲訪問外部設備時可能使用到的指令，需要對FLASH進行訪問時，FlexSPI會從查找表LUT中獲取相應的指令然后通過SPI接口對FLASH發起通訊。

該表使用序列的形式緩存指令，最多支持16個指令序列，每個序列最多支持8個指令。例如，在某序列中緩存指令C1、C2、C3…，當控制執行該序列時，指令C1、C2、C3…會被按順序執行。

查找表LUT的構成

查找表LUT的構成具體見圖?

該圖中的第①部分是查找表LUT視圖，它表示查找表LUT有0~N個序列；第②部分是序列視圖，它表示1個序列中包含有8個指令；第③部分是指令視圖，表示指令由opcode（指令編碼）、num_pads（數據線的數目）、operand(指令參數)三個寄存器域構成。這些指令的存儲位置是FlexSPI外設中的寄存器LUT0~LUT63，每個LUT寄存器可以緩存2個指令，即1個指令序列（8個指令）由4個寄存器構成，這些寄存器構成了一個完整的LUT表。

LUT寄存器的構成

LUT寄存器的構成具體

LUT寄存器的各個域說明如下：

• OPCODE：指令編碼，這是由FlexSPI定義的一些基本指令碼，如向FLASH發送控制命令的CMD_SDR指令OPCODE為0x01；發送行地址到FLASH的指令OPCODE為0x02，諸如此類。

• NUM_PADS：進行SPI通訊時使用的數據線的數目，它的可用參數為：

1. 0x0：Single模式

2. 0x1：Dual模式

3. 0x2：Quad模式

4. 0x3：Octal模式

• OPERAND：指令參數，部分OPCODE指令包含參數，這些參數就由OPERAND設定，參數的具體作用由相應的OPCODE決定。

常用指令說明

指令名稱	OPCODE	NUM_PADS	SPI接口發送的內容	Bits/Bytes/ Cycle的數目
CMD_SDR/ CMD_DDR	0x01/0x21	0：Single模式 1：Dual模式 2：Quad模式 3：Octal模式	發送控制FLASH的命 令代碼到FLASH存儲 器，即OPERAND [7:0]的內容	Bits數目：固定為8
RADDR_SDR /RADDR_DDR	0x02/0x22		發送行地址到FLASH ， AHB命令模式： 由訪問的AHB 地址決定； IP命令模式： 由IPCR0寄存器決定	Bits數目：OPER AND [7:0]，即由它指定 地址的位數
WRITE_SDR/ WRITE_DDR	0x08/0x28		發送要寫入的數據到FL ASH， 即AHB_TX_BUF 或IP_TX_FIFO 的數據	Bytes數目，即要傳 輸的字節數： AHB命令模式： 由AHB突發大小和突發 類型決定 IP命令模式： 由IPCR1.DATS Z寄存器域決定
READ_SDR/ READ_DDR	0x09/0x29		從FLASH接收數據， 收到的數據會被存儲到A HB_RX_BUF或I P_RX_FIFO
DUMMY_SDR/ DUMMY_DDR	0x0C/0x2C		FlexSPI釋放對數 據線的控制，時鐘信號正 常驅動。這種指令通常是 FLASH設備要求的空 操作等待	Cycle數目，即DU MMY周期的個數（即S CK的周期數）： OPERAND [7:0]，由它指定發 送多少個DUMMY周期
STOP	0x00	固定為0，即Singl e模式	停止執行，釋放CS片選 信號，不發送內容	SPI接口無數據傳輸

此處對該表中特別值得注意的內容說明如下：

• 查找表支持兩套有同功能不同模式的指令。例如CMD_SDR和CMD_DDR的OPCODE為0x01和0x21，它們分別表示使用SDR模式和DDR模式的CMD指令，它們的功能一樣，都是向FLASH發送命令代碼。其它指令類似，大都有SDR和DDR模式。

• 數據線的數目由NUM_PADS指定。不同的指令可以通過它自身的NUM_PADS域來指定，因此不同指令可以使用不同的數據線數目。在應用中一些FLASH存儲器的命令只使用一根數據線（Single模式），而快速讀寫的命令則可支持Dual、Quad模式，此時針對命令使用不同的NUM_PADS進行定制即可。

• OPERAND參數在不同指令下作用不同：

1. 對于CMD_SDR指令，它的功能是向FLASH發送命令代碼，此時要發送的FLASH命令代碼就是CMD_SDR指令的參數，即由OPERAND域指定（請注意區分FLASH命令和OPCODE）。例如W25Q256型號的FLASH的讀取ID命令代碼為0xAB，當RT1052要讀取FLASH的ID時，利用CMD_SDR指令同時把命令代碼0xAB賦予到OPERAND域，這樣FlexSPI控制的時候就會通過SPI接口把FLASH命令0xAB發送出去了。

2. 對于RADDR_SDR指令，它的功能是向FLASH發送要讀寫的存儲單元地址，該地址由IPCR0寄存器指定，同時OPERAND域用于指定地址的長度。例如部分FLASH的空間比較小，只使用16位來表示地址，那么該命令的OPERAND域的值就應為16，對于W25Q256這種地址為24或32位的存儲器，OPERAND域的值就應設置為24或32。

3. 對于DUMMY_SDR指令，它的功能是釋放FlexSPI對數據線的控制，而時鐘正常運行，該指令是針對FLASH存儲器的部分時序要求，這時FLASH存儲器會忽略數據線上的內容，實質它是要求主機進行等待，在這種情況下可通過OPERAND指定該過程要占多少個SCK的周期數。

• 數據傳輸指令的數據緩沖區位置分兩種情況。WRITE_SDR和READ_SDR指令分別用于向FLASH寫入和讀取數據，這些指令傳輸的數據緩沖位置如下：

1. 在AHB命令模式下：數據緩存在AHB_TX_BUF（發送緩沖區）以及AHB_RX_BUF（接收緩沖區）中，此時要傳輸的字節數由AHB突發傳輸的大小和類型決定。

2. 在IP命令模式下：數據緩存在IP_TX_FIFO（發送緩沖區）以及IP_RX_FIFO（接收緩沖區）中，此時要傳輸的字節數可通過寄存器IPCR1的DATSZ域指定。

• 操作通常使用序列的形式并配合STOP指令（停止指令）使用：以上說明的各個指令通常不會單獨執行，而是組成一個指令序列，對于指令數不滿8個的序列，需要使用STOP指令表示結束。例如一個使用IP命令模式的讀取操作中，通常會使用以下的指令序列：

1. 使用CMD_SDR指令向發送FLASH的讀取命令，如W25Q256的Quad模式讀取命令編碼為0x6B，此時CMD_SDR指令的OPERAND域為0x6B；

2. 使用RADDR_SDR指令發送要讀取的FLASH存儲單元地址，OPERAND域的值為24表示使用24位的地址，而地址具體的值由寄存器IPCR0設定；

3. 按照FLASH的Quad模式讀取命令的要求發送占8個SCK時鐘的DUMMY操作，此時使用DUMMY_SDR指令且OPERAND域的值設置為8；

4. 使用READ_SDR指令，開始接收FLASH的數據到IP_RX_FIFO中，要讀取的字節數由寄存器IPCR1的DATSZ域指定；

5. 由于使用的指令不足8個字節，在該序列的最后使用STOP指令表示停止，當FlexSPI執行到STOP指令時，會釋放SPI的片選信號CS，結束通訊。