痞子衡嵌入式：i.MXRT中FlexSPI外設不常用的讀選通采樣時鐘源

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子，今天痞子衡給大家分享的是i.MXRT中FlexSPI外設不常用的讀選通采樣時鐘源 - loopbackFromSckPad，

　　最近碰到一個客戶，他們在 i.MXRT500 上使能了 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 2（即 loopbackFromSckPad），這個選項字面上的意思是設定讀選通采樣時鐘源為 SCK 引腳，這個選項在恩智浦官方的代碼包里未曾使能過，客戶在使用程序中遇到高頻時 SCK 引腳被降壓的問題（從正常的 1.8V 降至 1.2V），那么這個 loopbackFromSckPad 選項到底是什么作用以及有什么使用限制呢？且聽痞子衡道來：

Note1: 參考手冊里顯示支持 loopbackFromSckPad 選項的型號有 i.MXRT1040/1050/1060/1064/1180/500

Note2: 參考手冊里沒有提及支持 loopbackFromSckPad 選項的型號有 i.MXRT1010/1015/1020/1024/1160/1170/600

一、為什么存在Read Strobe？

　　對于串行 SPI 介面存盤器，FlexSPI 外設主要支持如下兩種讀資料時序：一是所謂的經典 SPI 模式，IO0 (MOSI) 專用于發送命令和地址，IO1 (MISO) 專用于接收資料（圖中上面的時序），二是 Multi-I/O SPI 模式，SIO[n:0] 一起用于發送命令地址以及接收資料（圖中下面的時序），

　　顯然經典 SPI 模式下 IO[1:0] 是單向的，而 Multi-I/O SPI 模式下，SIO[n:0] 是雙向的，當 SIO 用于雙向傳輸時，程序中必然存在引腳方向切換，而 FlexSPI 外設在處理 SIO 方向切換時無法做到零等待周期讀取資料，這就是為什么 Multi-I/O SPI 讀時序中總是會存在 Dummy 周期，

　　因為 Dummy 周期的存在，FlexSPI 外設內部實際上有一個 Read Strobe 信號（即 DQS）來控制資料的選通性（即什么時候開始資料有效，將資料存入內部 FIFO），更直白點說，Read Strobe 信號的存在就是由于 FlexSPI 外設無法支持如下這種情況的讀時序（下圖中 COMMAND 實際應為 COMMAND&ADDR），

二、FlexSPI內部Read Strobe設計

　　在 i.MXRT 參考手冊里有如下 FlexSPI 前端采樣單元框圖，其中 ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 即是 Read Strobe 信號，它控制著 FIFO 中實際資料的存盤，

　　ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 信號共有四種來源，最原始的信號源由 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] 選擇，中間可能還會經過 DLLxCR 單元（這部分以后會另寫文章單獨介紹）、Phase Chain 單元做處理，然后送到采樣單元里，

　　下圖是 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 0 的情況，此時 Read Strobe 經由 ipp_do_dqs0_fa/b 純內部 loopback 回來，沒有經過任何延遲單元，這種配置一般僅用于經典 SPI 傳輸模式（低速 60MHz SDR 場合），適用低容量 SPI NOR / EEPROM，這時候 FlexSPI DQS Pad 可用作其它功能或者 GPIO，

　　下圖是 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 1 的情況，此時 Read Strobe 經由懸空的 DQS 引腳 ipp_do_dqs1_fa/b 再 loopback 回來，此時有了 DQS 引腳繞一圈的延遲，這種配置可用于 Multi-I/O SPI 傳輸模式（較高速 133MHz SDR 場合），適用不含 DQS 引腳的大容量 QuadSPI NOR Flash，但是 FlexSPI DQS Pad 需要懸空，

Note: 痞子衡有一篇舊文《使能串行NOR Flash的DTR模式》跟這種配置相關，這時候 dummy cycle 數的設定很關鍵，

　　下圖是 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 3 的情況，此時 Read Strobe 完全由外部存盤器的 DQS 引腳輸出 ipp_ind_dqs3_fa/b 直通進來，這種配置可用于 Multi-I/O SPI 傳輸模式（最高速 166MHz/200MHz DDR 場合），適用于包含 DQS 引腳的 OctalSPI NOR Flash，這時 FlexSPI DQS Pad 與外部存盤器相連，

Note: 痞子衡有兩篇舊文《串行NOR Flash的DQS信號功能》、《啟動含DQS的Octal Flash可不嚴格設Dummy Cycle》跟這種配置相關，

三、loopbackFromSckPad選項意義

　　前面鋪墊了那么多，終于來到本文的主題了，即下圖 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 2 的情況，此時 Read Strobe 經由 SCK 引腳 ipp_ind_sck_fa/b 再 loopback 回來，此時有了 SCK 引腳繞一圈的延遲，

　　這種配置從應用角度與 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 1（即 loopbackFromDqsPad）差不多，也可用于 Multi-I/O SPI 傳輸模式（較高速 133MHz SDR 場合），適用不含 DQS 引腳的大容量 QuadSPI NOR Flash，但是這時候 FlexSPI DQS Pad 被解放出來了，這也是它的最主要意義，

　　別小看只是省了一個 DQS 引腳，也許你認為 i.MXRT I/O 那么多，省一個引腳意義不大，但是如果某些 FlexSPI 引腳組不帶 DQS 信號，你又想配置 FlexSPI 以 60MHz 以上頻率去訪問 Flash，這時候 FlexSPI->MCR0[RXCLKSRC] = 2 選項就會幫上大忙了，見痞子衡舊文《不支持DQS的FlexSPI引腳組連接串行NOR Flash注意事項》，