mpc软件

内容提要

引言

1. S32R274的系统功能框图和多核系统介绍

2. S32R274的存储器地址映射与使用Tips

3. S32R274的S32DS应用工程多核启动配置详解

4. Qorivva MPC57xx和S32R系列多核MCU bootloader开发要点详解

4.1 只需要为boot core CPU内核开发bootloader，因为每次MCU复位后，首先运行boot core CPU，然后再由其配置和使能非boot core内核；

4.2 运行在boot core内核的bootloader工程，需要启动配置半字(RCHW)，可通过其链接文件(linker file)指定放置到MCU的Flash Boot Location区域，且必须保证在所有bootloader工程和应用工程地址空间分配中，bootloader的RCHW所在的boot location最小，推荐将bootloader的RCHW分配到MCU的boot location 0；

4.3 Flash分区时，bootloader与不同的多核APP工程之间不能跨Flash Block和RWW分区

4.4 bootloader到APP工程跳转时，使用硬件复位(推荐SWT看门狗复位）跳转至多核APP工程的boot core内核复位函数(通过将函数指针指向boot core内核的复位向量)；

4.5 将多核APP工程编译生成的.S19/.HEX文件使用文本编辑器合并作为最终的下载文件

总结

引言

基于之前本公众号的技术分析文章(直接点击文章标题即可跳转阅读)《S32DS使用Tips--S32DS for Power V1.2 链接文件和启动过程详解》和《汽车电子ECU BootLoader开发之基于CAN总线通信的MPC574xP系列MCU bootloader开发详解》，很多读者想了解Qorivva MPC57xx和S32R系列MCU中的多核MCU的启动过程和bootloader开发细节；在此，本文就以S32R274这颗针对ADAS 77GHz雷达应用的多核MCU为例，为大家讲解一下。

1. S32R274的系统功能框图和多核系统介绍

S32R274是基于PowerPC e200z4和e200z7内核的多核MCU，其集成了1个最大运行频率为133MHz的双核锁步(LSP--Lock Step)的e200z4内核，作为系统的启动内核(boot core)和功能安全应用内核，以及2个可以独立运行最大工作频率为266MHz的e200z7高性能计算内核，当然为了支持77GHz雷达信号的实时处理，其还集成了一个NXP专门针对雷达信号处理开发的SPT--Signal Processing Toolbox，信号处理工具箱，以及带端到端的ECC(e2eECC--End to End ECC) 内部互联总线系统和带ECC的Flash和SRAM存储器，内核和外设模块的错误与失效收集与处理模块(FCCU),，从而在满足系统高性能工作的情况下，还可以实现汽车电子要求的ISO-26262 ASIL-D功能安全等级。其完整的的系统框图如下：

2. S32R274的存储器地址映射与使用Tips

S32R274的存储器地址映射如下表：

System memory map

Start Address

End Address

Size [KB]

Description

RWW Partition

SRAM Bank

Flash

0x00000000

0x003FFFFF

Reserved

UTest NVM Block

0x00400000

0x00403FFF

UTest Block

0x00404000

0x007FFFFF

Reserved

Data Flash

0x00800000

0x00803FFF

EEPROM Block 0

0x00804000

0x00807FFF

EEPROM Block 2

0x00808000

0x0080BFFF

EEPROM Block 1

0x0080C000

0x0080FFFF

EEPROM Block 3

0x00810000

0x009FFFFF

Reserved

Boot Flash Blocks

0x00A00000

0x00A03FFF

CSE2 flash block 0

0x00A04000

0x00A07FFF

CSE2 flash block 1

0x00A08000

0x00F97FFF

Reserved

0x00F98000

0x00F9BFFF

Flash Block 0 (boot location 0)

0x00F9C000

0x00F9FFFF

Flash Block 1 (boot location 1)

0x00FA0000

0x00FAFFFF

Flash Block 2 (boot location 2)

0x00FB0000

0x00FBFFFF

Flash Block 3 (boot location 3)

0x00FC0000

0x00FCFFFF

Flash Block 4

0x00FD0000

0x00FDFFFF

Flash Block 5

0x00FE0000

0x00FEFFFF

Flash Block 6

0x00FF0000

0x00FFFFFF

Flash Block 7

Code Flash Blocks

0x01000000

0x0103FFFF

256

Flash Block 8 (boot location 4)

0x01040000

0x0107FFFF

256

Flash Block 9 (boot location 5)

0x01080000

0x010BFFFF

256

Flash Block 10 (boot location 6)

0x010C0000

0x010FFFFF

256

Flash Block 11 (boot location 7)

0x01100000

0x0113FFFF

256

Flash Block 12

0x01140000

0x0117FFFF

256

Flash Block 13

Mirror Mid Flash Blocks

0x08F98000

0x08FFFFFF

mirrored from 0x00F98000 -0x00FFFFFF

Mirror Large Flash Blocks

0x09000000

0x0917FFFF

mirrored from 0x01000000 -0x0117FFFF

0x0A000000

0x3FFFFFFF

Reserved

SRAM

0x40000000

0x4001FFFF

128

SRAM

0x40020000

0x4003FFFF

128

SRAM

0x40040000

0x4005FFFF

128

SRAM

0x40060000

0x4007FFFF

128

SRAM

0x40080000

0x400BFFFF

256

SRAM

0x400C0000

0x400FFFFF

256

SRAM

0x40100000

0x4013FFFF

256

SRAM

0x40140000

0x4017FFFF

256

SRAM (overlay enabled)

0x50800000

0x5080FFFF

D-MEM core_0

0x50810000

0x5081FFFF

D-MEM core_1

0x50820000

0x5082FFFF

D-MEM core_2

其包含：

1个16KB的UTest NVM Block，用于配置MCU加解密信息和储存芯片出厂配置信息；

4个16KB的Data Flash Block，用于软件模拟EEPROM，储存用于数据或者亦可用于储存用户代码；

由2个16KB CSE2 flash block，2个16KB Flash Block0/1(boot location 0/1),6个64KB Flash Block2/3/4/5/6/7(含boot location 2/3)组成的Boot Flash Blocks，以及有6个256KB Flash Block8/9/10/11/12/13(含boot location 4/5/6/7)组成的Code Flash Blocks；总共2MB的Flash存储器；

SRAM分为有4个128KB小分区和4个256KB的大分区组成的1.5MB系统SRAM和分配给3个e200内核的64KB大小，总共192KB的D-MEM SRAM。

使用Tips：

1. e200内核的启动配置半字(RCHW)必须放置在CodeFlash的8个boot location，占用其最开始的8个字节地址(4B RCHW配置+4B reset vector)，MCU启动时，从boot location 0开始依次查找合法的RCHW：

2. 无论Flash还是SRAM存储器都有写时读分区(RWW-Read-While_Write Partition)，一个RWW分区的存储器资源，一个时刻只能被CrossBar总线的一个master访问。所以在分配多核CPU的存储器资源时，尽量不要跨RWW分区，以避免访问冲突和延迟，降低系统存储器访问效率；

3. D-MEM SRAM为各内核特有的访问资源，将其分配给对应的CPU内核作为其专有的存储器，比如其系统堆栈，可以有效防止多核间的相互干扰和非同步操作；

更多关于Qorivva MPC57xx和S32R系列多核MCU 储存器访问的技术细节和使用Tips，请参考本公众号之前的文章(直接点击文章标题即可跳转阅读)：

《外设使用Tips之MPC57xx系列MCU C55 Flash模块详解及其SSD(标准软件驱动)使用》；

3. S32R274的S32DS应用工程多核启动配置详解

在S32DS for Power v2017.R1中，创建S32R274的应用工程，选择使能所有CPU内核：

3个CPU内核均分Flash和SRAM地址空间：

这样，就为S32R274创建好了多核应用工程，在S32DS for Power IDE的应用工程浏览器窗口中，可以看到以上过程为S32R274的每个CPU内核独自创建了一个应用工程：

其中，e200z4 CPU为boot内核，其启动函数startup在其连接文件中指定到0x1000000：

然后再通过e200z4内核的应用工程src/flashrchw.c指定合法的启动配置半字RCHW和e200z4内核的复位向量(启动函数_start)到上图中链接文件中为其保留的启动配置半字(RCHW)段中(address@0xFA0000)，0xFA0000为S32R274的boot location 2，用户还可以修改e200z4内核应用工程的链接文件，将其放置到其他boot location：

另外两个非boot core--e200z7_0/1计算CPU内核的启动地址由e200z4内核应用工程main.c中的hw_init()函数通过初始化MC_ME.CADDR2.R和MC_ME.CADDR3.R两个硬件寄存器配置：

Tips：1. 多核MCU的MC_ME模块的CCTL2/3寄存器用于配置e200z7_0/1内核运行工作的模块，而CADDR2/3寄存器用于配置e200z7_0/1内核的启动地址，由于其仅取复位函数地址的高30-bit，所以该地址必须按32-bit(4字节)地址对齐；

2. 以上代码使用的条件编译宏定义TURN_ON_CPU1和TURN_ON_CPU2在创建多核应用工程时由IDE自动定义在多核工程的C编译器(C Compiler-->Preprocessor)和汇编器(Assembler-->Symbols)选项中全局定义：

多核MCU应用工程的汇编器编译选项设置：

其中，Z7_0 CPU内核的startup地址在0x1080000：

而Z7_1 CPU内核的startup地址在0x1100000：

Tips：在多核工程中，如果修改了链接文件中Z7_0/1内核的地址分配，必须保证其m_text的地址与boot core内核中MC_ME.CADDR2.R和MC_ME.CADDR3.R两个硬件寄存器配置一致，才能正常启动和工作。

这里介绍的是多核MCU的启动配置，关于多核MCU的中断和异常配置，请参考以下文章(直接点击文章标题即可跳转阅读)：

《外设使用Tips之Qorivva MPC56xx_57xx系列MCU内核异常(IVORx)与IRQ中断处理详解》；

4. Qorivva MPC57xx和S32R系列多核MCU bootloader开发要点详解

基于以上分析，我们在开发Qorivva MPC57xx和S32R系列多核MCU bootloader时，需要注意以下方面：

4.1 只需要为boot core CPU内核开发bootloader，因为每次MCU复位后，首先运行boot core CPU，然后再由其配置和使能非boot core内核；

在多核MCU中，每个CPU内核都可以访问MCU所有的片上Flash和SRAM储存器（各自内核的D-MEM SRAM除外），只需要在链接文件中将相应的地址分配好即可。

Tips：在创建多核MCU的bootloader工程时，只需要创建boot core内核的单核工程就好，在S32DS for Power应用工程创建向导的第二步只勾选boot core就可以了：

但是请注意，以上界面中可以调整每个CPU内核的Flash和SRAM大小，但不能调整boot core内核的起始地址，其默认为0x1000000，其属于Size=256KB的Flash Block 8(boot location 4), 其Flash Size较大，且boot location也不是最小，所以并不适合分配给bootloader工程使用，所以建议修改工程的链接文件将其分配到0xF98000开始Flash Block 0(boot location 0)开始的Flash地址空间(Flash size较小且包含boot location 0)：

将bootloader的RCHW分配到MCU的boot location 0可以保证每次MCU复位后，都首先运行bootloader，而不是其他代码。

4.3 Flash分区时，bootloader与不同的多核APP工程之间不能跨Flash Block和RWW分区

bootloader与APP工程占用不同的Flash Block，可以保证bootloader与APP的相互独立，提高APP升级效率；

bootloader与APP工程占用不同的Flash RWW分区，可以将bootloader中的Flash驱动放在Flash上直接运行，二无需将其拷贝/重映射到SRAM中运行；

4.4 bootloader到APP工程跳转时，使用硬件复位(推荐SWT看门狗复位）跳转至多核APP工程的boot core内核复位函数(通过将函数指针指向boot core内核的复位向量)；

使用SWT timeout 的硬件复位跳转可以保证，运行APP工程之前，内核和外设处于复位状态，与单独运行APP程序时一致，从而避免出现跳转后外设模块初始化失败的情况(尤其是时钟模块，eg. PLL/ME等)。

4.5 将多核APP工程编译生成的.S19/.HEX文件使用文本编辑器合并作为最终的下载文件

由于多核APP工程为每一个CPU内核都创建了不同的应用工程，所以也会生产各自的编译结果(.map存储器映射文件、.elf二进制可执行调试文件和.S19/HEX/BIN编程文件)。

其中.S19和.HEX文件都是文本格式的，可以直接使用任意文本编辑器打开，然后将其中与Flash编程无关的行(比如S19文件的S0/S7/S8/S9行)去掉，拷贝到一个.S19/.HEX文件作为bootloader上位机的输入文件即可。

而.BIN文件仅包含编程数据，无编程地址，编程地址需要在编程时指定。所以在更新.BIN文件结果时，其编程地址根据各自内核的APP工程链接文件和map文件结果来决定。其为非文本文件，需要使用专门的阅读/编辑器才可以打开，比如Segger的编程软件J-Flash，或者VECTOR的hexviewer;

总结

本文虽然以S32R274和S32DS for Power为例介绍，但其中的多核启动配置和bootloader开发要点同样适用于Qorivva MPC57xx和S32R系列MCU中的其他多核MCU，比如MPC5748G和MPC5746R以及S32R372等。

这里只是抛砖引玉，希望对大家有所帮助。

相关阅读