什么是Common Flash Interface

news2024/9/22 21:32:21

1. CFI概述

2. CFI的使用小结

3. CFI在车规MCU里有用吗

在看关于ifx的标准flash驱动配置时，无意中瞄到一个注灰的选项：

Try to use CFI information to detect Flash Type

之前讲过CFI这个标准，但为何在IFX memtool工具里注灰？什么是CFI information？带着这个疑问，我特地到官网去仔细搜索，确实发现了以前没有注意到的知识点。

1. CFI概述

CFI，全称Common Flash Interface，它是由JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)在2003年提出的一个标准。

该标准定义了对符合CFI的Flash的查询接口，允许对Flash读写擦等接口的参数化和平台化，允许programmer可以读到Flash相关设备等电气特性，包括memory大小、擦写速度、特殊功能feature等等，换句话说，相当于把Flash的数据手册装载到Flash这个物理设备里，在有需要的时候可供相关人员读取使用。

这就很神奇了，之前接触过的MCU，例如NXP S32K1\3、MPC5744，瑞萨RH850-P\F等系列，英飞凌TC3xx等等，搜遍所有手册也没发现CFI这个词汇相关描述。

所以，还是得首先从标准上看看CFI具体讲了些什么。

CFI实际上定义了以数组的形式把Flash的电气特性等存到硬件中，具体包含了5个部分：

CFI查询标识符(CFI Query Identification)，包括指令集ID、算法等；

系统接口(System Interface)，包括Flash时间、电压等参数的信息

设备layout信息

Vendor指定的主要扩展信息

Vendor指定的可选扩展信息

在上述表格里，我们看到了针对地址描述出现了x16，相应的还有x8、x32，我们在车控类ECU的Flash开发时根据没有关注这些，确实很有意思。

首先明确一点，目前接触的MCU都是以字节编址，我们在写软件的时候也是一个地址一个Byte；对于Flash这种设备来说，它是有位宽约束的，例如x8表示byte位宽，x16表示word位宽（哟个地址对应2个Byte数据），x32表示Dword位宽(1个地址对应4bytes数据)，但是我们写代码不会去操心这个事情啊。

所以在设计时，不同位宽的Flash与CPU连接时就会有相应的设计来进行转换，暂且叫做“Flash控制器”，

例如当CPU发出访问，要到0x0000_0001地址获取1byte数据，但是对于x16来说Flash来说，0x0000_0001表示是其实是一个word，并且不是CPU想要访问的那个byte数据，所以设计里CPU和Flash地址接线上首先要错位，保证CPU发出0x0000_0000和0x0000_0001两个地址对应的都是x16 Flash的0x0000_0000地址；那么x16 Flash返回2个byte的数据后，需要有这个Flash控制器来选择返回第一个字节还是第二个字节。典型连接如下：

地址总线错开一位，保证了CPU的0x0000_0001和0，对于Flash来说都是地址0x0000_0000。

有了这个基础后，我们来看，CFI针对不同位宽的Flash是如何定义的，具体如下：

可以看到不管是什么位宽的Flash，有效数据都是最低位8位(D7-D0)，因此针对不同位宽的Flash，我们在软件设计上需要按照规范要求进行地址偏移。

2. CFI的使用小结

由于在车规MCU的eFlash里没有发现任何CFI的描述，我特地去找了一些满足CFI的Flash产品，其中包括Cypress的Parellel Nor Flash、Micron的Parallel Nor Flash，简单总结使用方法。

根据标准，要读取CFI相关数组信息，必须在偏移地址55H上发送98H的指令，假设在x16Flash设备上必须发送0098H，x32 设备上发送00000098H的指令，相应地址也要做偏移，如下：

假设现在基地址为0x1000_0000，要想让Flash进入到CFI模式，不同位宽设备的伪代码如下：

x8 Flash ，Write8 0x1000_0055 0x98
x16 Flash，Write16 0x1000_00AA 0x0098，从Flash视角，一个地址对应2个Byte，因此软件实现往55h写98h，就需要做一个地址偏移，0x55 * 2 = AA;
x32 Flash , Write32 0x1000_0154 0x0000_0098，软件0x55* 4

读取CFI相关信息同样如此，以美光MT28EW为例，它支持x8和x16的总线模式，因此在设计时必须以x16来设计读取CFI相关信息，具体如下：

x16模式下，0x10代表CFI 查询ID，如果转为x8模式，那么软件就必须要0x20地址去进行查询，获取相关指令集ID等，因为对于Flash设备来说，一个地址包含2个Byte。不仅软件要做偏移，硬件地址总线和数据总线的连接也要进行切换。

3. CFI在车规MCU里有用吗

这个答案不确定，CFI的思想是就是针对同一系列的产品，系统设计者即使升级了memory容量，也可以使用相同的Flash驱动来适配产品升级，开发者只需要读取CFI相关信息就可以知道使用什么要的Flash驱动。

其实这个思路和目前接触到的MCU的Flash是很相似的，例如TC3xx所有系列都是使用Command sequence的方式对PFlash、DFlash进行编程，瑞萨RH850的FACI命令也在不同系列发挥了作用，也见过哪家说可以在BaseAddr+0x55写0x98可以查询指令集、Flash相关特性。

毕竟我们拿到的是带eFlash的MCU产品，按道理这些大厂也不会把这些eFlash IP拆出来作为产品单独售卖，因此只要是相同系列的MCU，针对Flash的操作基本都会保持一致，自然也就没有CFI信息的相关需求，要看特性的话看数据手册吧。