i.MXRT中FlexSPI外设不常用的读选通采样时钟源
大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家分享的是i.mxrt中flexspi外设不常用的读选通采样时钟源 - loopbackfromsckpad。
最近碰到一个客户，他们在 i.mxrt500 上使能了 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 2（即 loopbackfromsckpad），这个选项字面上的意思是设置读选通采样时钟源为 sck 引脚，这个选项在恩智浦官方的代码包里未曾使能过。客户在使用过程中遇到高频时 sck 引脚被降压的问题（从正常的 1.8v 降至 1.2v），那么这个 loopbackfromsckpad 选项到底是什么作用以及有什么使用限制呢？且听痞子衡道来：
note1: 参考手册里显示支持 loopbackfromsckpad 选项的型号有 i.mxrt1040/1050/1060/1064/1180/500
note2: 参考手册里没有提及支持 loopbackfromsckpad 选项的型号有 i.mxrt1010/1015/1020/1024/1160/1170/600
一、为什么存在read strobe？
对于串行 spi 接口存储器，flexspi 外设主要支持如下两种读数据时序：一是所谓的经典 spi 模式，io0 (mosi) 专用于发送命令和地址，io1 (miso) 专用于接收数据（图中上面的时序）。二是 multi-i/o spi 模式，sio[n:0] 一起用于发送命令地址以及接收数据（图中下面的时序）。
显然经典 spi 模式下 io[1:0] 是单向的，而 multi-i/o spi 模式下，sio[n:0] 是双向的。当 sio 用于双向传输时，过程中必然存在引脚方向切换，而 flexspi 外设在处理 sio 方向切换时无法做到零等待周期读取数据，这就是为什么 multi-i/o spi 读时序中总是会存在 dummy 周期。
因为 dummy 周期的存在，flexspi 外设内部实际上有一个 read strobe 信号（即 dqs）来控制数据的选通性（即什么时候开始数据有效，将数据存入内部 fifo）。更直白点说，read strobe 信号的存在就是由于 flexspi 外设无法支持如下这种情况的读时序（下图中 command 实际应为 command&addr）。
二、flexspi内部read strobe设计
在 i.mxrt 参考手册里有如下 flexspi 前端采样单元框图，其中 ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 即是 read strobe 信号，它控制着 fifo 中实际数据的存储。
ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 信号共有四种来源，最原始的信号源由 flexspi->mcr0[rxclksrc] 选择，中间可能还会经过 dllxcr 单元（这部分以后会另写文章单独介绍）、phase chain 单元做处理，然后送到采样单元里。
下图是 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 0 的情况，此时 read strobe 经由 ipp_do_dqs0_fa/b 纯内部 loopback 回来，没有经过任何延迟单元。这种配置一般仅用于经典 spi 传输模式（低速 60mhz sdr 场合），适用低容量 spi nor / eeprom，这时候 flexspi dqs pad 可用作其它功能或者 gpio。
下图是 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 1 的情况，此时 read strobe 经由悬空的 dqs 引脚 ipp_do_dqs1_fa/b 再 loopback 回来，此时有了 dqs 引脚绕一圈的延迟。这种配置可用于 multi-i/o spi 传输模式（较高速 133mhz sdr 场合），适用不含 dqs 引脚的大容量 quadspi nor flash，但是 flexspi dqs pad 需要悬空。
note: 痞子衡有一篇旧文 《使能串行nor flash的dtr模式》 跟这种配置相关，这时候 dummy cycle 数的设置很关键。
下图是 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 3 的情况，此时 read strobe 完全由外部存储器的 dqs 引脚输出 ipp_ind_dqs3_fa/b 直通进来。这种配置可用于 multi-i/o spi 传输模式（最高速 166mhz/200mhz ddr 场合），适用于包含 dqs 引脚的 octalspi nor flash，这时 flexspi dqs pad 与外部存储器相连。
note: 痞子衡有两篇旧文 《串行nor flash的dqs信号功能》、《启动含dqs的octal flash可不严格设dummy cycle》 跟这种配置相关。
三、loopbackfromsckpad选项意义
前面铺垫了那么多，终于来到本文的主题了，即下图 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 2 的情况，此时 read strobe 经由 sck 引脚 ipp_ind_sck_fa/b 再 loopback 回来，此时有了 sck 引脚绕一圈的延迟。
这种配置从应用角度与 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 1（即 loopbackfromdqspad） 差不多，也可用于 multi-i/o spi 传输模式（较高速 133mhz sdr 场合），适用不含 dqs 引脚的大容量 quadspi nor flash，但是这时候 flexspi dqs pad 被解放出来了，这也是它的最主要意义。
别小看只是省了一个 dqs 引脚，也许你认为 i.mxrt i/o 那么多，省一个引脚意义不大，但是如果某些 flexspi 引脚组不带 dqs 信号，你又想配置 flexspi 以 60mhz 以上频率去访问 flash，这时候 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 2 选项就会帮上大忙了，见痞子衡旧文 《不支持dqs的flexspi引脚组连接串行nor flash注意事项》。
四、loopbackfromsckpad使用限制
flexspi->mcr0[rxclksrc] = 2 选项虽好，但有如下两个实际使用限制：
存在信号完整性问题：主要出现在 sck 频率过高或者板级 pcb 上 sck 信号走线过长时。
sck自由运行模式下不可用：对于某些 fpga 应用，有时需要设置 flexspi->mcr0[sckfreerunen] = 1，即 sck 需要持续给外部设备内部 pll 提供参考时钟。
至此，i.mxrt中flexspi外设不常用的读选通采样时钟源 - loopbackfromsckpad痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~
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note1: 参考手册里显示支持 loopbackfromsckpad 选项的型号有 i.mxrt1040/1050/1060/1064/1180/500
note2: 参考手册里没有提及支持 loopbackfromsckpad 选项的型号有 i.mxrt1010/1015/1020/1024/1160/1170/600
一、为什么存在read strobe？
对于串行 spi 接口存储器，flexspi 外设主要支持如下两种读数据时序：一是所谓的经典 spi 模式，io0 (mosi) 专用于发送命令和地址，io1 (miso) 专用于接收数据（图中上面的时序）。二是 multi-i/o spi 模式，sio[n:0] 一起用于发送命令地址以及接收数据（图中下面的时序）。
显然经典 spi 模式下 io[1:0] 是单向的，而 multi-i/o spi 模式下，sio[n:0] 是双向的。当 sio 用于双向传输时，过程中必然存在引脚方向切换，而 flexspi 外设在处理 sio 方向切换时无法做到零等待周期读取数据，这就是为什么 multi-i/o spi 读时序中总是会存在 dummy 周期。
因为 dummy 周期的存在，flexspi 外设内部实际上有一个 read strobe 信号（即 dqs）来控制数据的选通性（即什么时候开始数据有效，将数据存入内部 fifo）。更直白点说，read strobe 信号的存在就是由于 flexspi 外设无法支持如下这种情况的读时序（下图中 command 实际应为 command&addr）。
二、flexspi内部read strobe设计
在 i.mxrt 参考手册里有如下 flexspi 前端采样单元框图，其中 ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 即是 read strobe 信号，它控制着 fifo 中实际数据的存储。
ipp_ind_dqs_fa/b_int[x] 信号共有四种来源，最原始的信号源由 flexspi->mcr0[rxclksrc] 选择，中间可能还会经过 dllxcr 单元（这部分以后会另写文章单独介绍）、phase chain 单元做处理，然后送到采样单元里。
下图是 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 0 的情况，此时 read strobe 经由 ipp_do_dqs0_fa/b 纯内部 loopback 回来，没有经过任何延迟单元。这种配置一般仅用于经典 spi 传输模式（低速 60mhz sdr 场合），适用低容量 spi nor / eeprom，这时候 flexspi dqs pad 可用作其它功能或者 gpio。
下图是 flexspi->mcr0[rxclksrc] = 1 的情况，此时 read strobe 经由悬空的 dqs 引脚 ipp_do_dqs1_fa/b 再 loopback 回来，此时有了 dqs 引脚绕一圈的延迟。这种配置可用于 multi-i/o spi 传输模式（较高速 133mhz sdr 场合），适用不含 dqs 引脚的大容量 quadspi nor flash，但是 flexspi dqs pad 需要悬空。
note: 痞子衡有一篇旧文 《使能串行nor flash的dtr模式》 跟这种配置相关，这时候 dummy cycle 数的设置很关键。
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