飞思卡尔Kinetis KE-写闪存

多年来，我一直在使用各种微控制器和微处理器，但Kinetis KE系列（特别是S9KEAZN64AMLC）似乎使我感到困惑。

2015年1月17日，TL; DR：

飞思卡尔确认其Kinetis Design Studio软件v2.0.0不适用于该设备（包括其自己的TRK-KEA64评估板）。他们建议暂时使用CodeWarrior MCU V10.6。

Segger已发布v4.96a（“ a”很重要，我使用的是v4.96），此问题已得到纠正，并允许您将Segger J-Link Lite CortexM调试器板与KDS一起使用，并具有完整的程序/调试功能。

之前发布的套件含有Segger我v4.96a管理，以能够通过重刷OpenSDA重新编程飞思卡尔的便宜（$ 15）FRDM-KL25Z评估板的OpenSDA调试器闪存芯片固件谈到与USBDM（使用v4.10.6.240）。然后，我使用了USBDM的独立“ ARM编程器”软件。我没有花太多时间尝试调试工作，因为我足够精通“老式”调试，因此不需要调试。请确保将“良性”程序刷新到板载目标KL25中，否则可能会干扰编程，因为即使通过J11剪切，板载目标KL25的复位线仍仍连接到OpenSDA调试器（请参见Keith Wakeham的博客文章） ，在下面链接）。

非常感谢Erich Styger非常慷慨地帮助我确定问题并通过电子邮件确认我的发现。

现在回到我们定期安排的问题：

我建立了一个愚蠢的简单3.3V接线板。PTA上有一些LED，PTC上有UART连接，而SWD线在其专用线上。字面上没有什么幻想或有趣的董事会。

我正在使用针对Cortex-M的J-Link Lite（J-Link LITE CortexM-9，请参阅https://www.segger.com/jlink-lite-cortexm.html），在OSX和Windows下我都可以同样的结果：J-Link Commander实用程序可以识别芯片，我可以读写SRAM，并通过手动读写正确的内存映射I / O地址来处理外设。但是，当我尝试刷新设备时，它会失败。

$ JLinkExe
SEGGER J-Link Commander V4.94c ('?' for help)
Compiled Oct 31 2014 20:08:55
DLL version V4.94c, compiled Oct 31 2014 20:08:48
Firmware: J-Link Lite-Cortex-M V8 compiled Jul 17 2014 11:40:12
Hardware: V8.00
S/N: 518107921
Feature(s): GDB
VTarget = 3.332V
Info: Could not measure total IR len. TDO is constant high.
Info: Could not measure total IR len. TDO is constant high.
No devices found on JTAG chain. Trying to find device on SWD.
Info: Found SWD-DP with ID 0x0BC11477
Info: Found Cortex-M0 r0p0, Little endian.
Info: FPUnit: 2 code (BP) slots and 0 literal slots
Cortex-M0 identified.
Target interface speed: 100 kHz

J-Link>device skeazn64xxx2
Info: Device "SKEAZN64XXX2" selected (64 KB flash, 4 KB RAM).
Reconnecting to target...
Info: Found SWD-DP with ID 0x0BC11477
Info: Found SWD-DP with ID 0x0BC11477
Info: Found Cortex-M0 r0p0, Little endian.
Info: FPUnit: 2 code (BP) slots and 0 literal slots

J-Link>r
Reset delay: 0 ms
Reset type NORMAL: Resets core & peripherals via SYSRESETREQ & VECTRESET bit.

J-Link>erase
Erasing device (SKEAZN64xxx2)...

(...several second pause while it communicates with the MCU...)



****** Error: PC of target system has unexpected value after erasing sector. (PC = 0xFFFFFFFE)!
---------------------------------------------------------------------- Registers -------------------------------------------------------------------------------------
    PC   = FFFFFFFE
Current: R0   = 00F3E3BE, R1   = 00000001, R2   = 4004801C, R3   = 00000001
    R4   = 00000000, R5   = 00000000, R6   = 000000F4, R7   = 1FFFFD61
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Info: J-Link: Flash download: Total time needed: 2.174s (Prepare: 0.894s, Compare: 0.000s, Erase: 0.736s, Program: 0.000s, Verify: 0.000s, Restore: 0.542s)
ERROR: Erase returned with error code -5.

J-Link Lite非常完美（我可以用它来读写另一台Cortex-M0处理器nRF58122 SoC），并且该设备似乎可以正常工作。我知道Kinetis已解锁，因为它们是DigiKey的出厂新鲜库存，但即使这样，JLinkExe中的“ kinetis unlock”命令仍会超时，而不会出现任何错误或有用的信息。

在这一点上，我确定我正在做一些愚蠢的事情，但是我可能会茫然。

以前有人使用过这些设备吗？您如何编程？

编辑以添加演练：

一些更多的信息：

我读到NMI＃引脚已使能，而无需复位（并通过读取SIM_SOPT对此进行了验证），但是启用时它具有内部上拉电阻。在该特定部分上，PTB4位于引脚10上，这在我的设计中是无连接的。禁用NMI引脚没有区别。RST＃是类似的；它连接到使引脚接地的按钮，并且也连接到J-Link Lite，但是没有外部上拉电阻。这无关紧要，因为与NMI＃一样，RST＃引脚具有内部上拉功能，当PTA5配置为复位时，内部上拉功能将启用。

现在看时钟...处于重置状态，ICS是FLL的时钟源，ICS_C2中的BDIV设置为001（重置默认值）。如果我理解正确，这意味着32kHz内部振荡器将FLL乘以1024，然后再除以2，从而使ICSOUTCLK为32kHz * 1024/2或16.8MHz。我可以通过阅读ICS_S，通过J-Link CLI验证FLL是否被锁定：

J-Link>mem8 40064004 1
40064004 = 50

（设置了LOCK和IREFST，这是正确的。）

然后，我继续进行操作，以通过读取SIM_SCGC来验证SIM是否为闪存控制器启用了时钟。我还可以快速检查以确保SIM_BUSDIV中的BUSDIV设置为零，这意味着BUSCLK与ICSOUTCLK的频率相同（即未分频）：

J-Link>mem32 4004800c 1
4004800C = 00003000
J-Link>mem32 40048018 1
40048018 = 00000000

到目前为止，一切看起来都很好。BUSCLK为16.8MHz，闪存控制器时钟未设门。

现在，让我们进入闪存控制器。复位后FCLKDIV为零，我们需要一个1MHz的时钟。KEA64RM中的表18-2显示FDIV应该设置为0x10。

重置：

J-Link>mem8 40020000 1
40020000 = 00

设置分隔线并验证情况是否良好：

J-Link>w1 40020000 10
Writing 10 -> 40020000
J-Link>mem8 40020000 1
40020000 = 90

设置FDIVLD，并显示FDIV中的正确值。

在继续进行之前，请确保未对闪光灯进行保护：

J-Link>mem8 40020001 1
40020001 = FE

KEYEN = 11（禁用）且SEC = 10（不安全）。好。让我们尝试验证设备为空：

J-Link>mem8 40020006 1
40020006 = 80
J-Link>w1 40020002 0
Writing 00 -> 40020002
J-Link>w1 4002000a 1
Writing 01 -> 4002000A
J-Link>mem8 40020006
J-Link>w1 40020006 80
Writing 80 -> 40020006
J-Link>mem8 40020006 1
40020006 = 83

在这里，我们看到FSTAT中的MGSTAT位指示空白检查失败，并且还发现了不可纠正的错误。奇。让我们尝试自己删除它：

J-Link>w1 40020002 0
Writing 00 -> 40020002
J-Link>w1 4002000a 8
Writing 08 -> 4002000A
J-Link>w1 40020006 80
Writing 80 -> 40020006
J-Link>mem8 40020006 1
40020006 = 80

擦除所有命令成功。现在让我们尝试空白支票：

J-Link>w1 40020002 0
Writing 00 -> 40020002
J-Link>w1 4002000a 1
Writing 01 -> 4002000A
J-Link>w1 40020006 80
Writing 80 -> 40020006
J-Link>mem8 40020006 1
40020006 = 80

现在空白支票还好吗？

在这一点上，我准备放弃，吃掉这些原型所造成的损失，并选择ST以前从未遇到过此类问题的处理器。Kinetis文档足够详尽，但是非常密集，我发现入门非常困难。我可以通过读取内存来摆动I / O并访问其他外围设备，但是我一生都无法弄清楚闪存控制器的问题所在。我从事micros工作已有20多年了，这种困难是我以前从未遇到过的。

20150102编辑：

所以仍然不去这里。实际上，我已经购买了FRDM-KL25Z评估板（DigiKey售价15美元），并通过将通用CMSIS-DAP软件放在OpenSDA调试器上并按照Keith Wakeham的博客上的内容切割J11进行了修改。我已经在板载目标（KL25Z）上运行了一个简单的程序，因此它不会干扰复位线，并且我可以看到带有OpenOCD的SKEAZN64并对其进行操作，但不幸的是，它也无法对其进行编程。Kinetis Design Studio（KDS）软件不会刷新我的Kinetis，因为它说它已经受到保护并且我需要进行批量擦除，但是OpenOCD（作为KDS的一部分）似乎不知道该怎么做。我在Mac上构建的OpenOCD的git master版本可以理解Kinetis，但不能理解特定的KEA系列，因此我回到了第一点。

回到J-Link ...

@AdamHaun有一个非常好的线索，如果我将J-Link重置类型（rsettype命令）设置为类型'6'（Kinetis），则J-Link应该在重置内核后禁用看门狗。查看WDOG_CS1寄存器（0x40052000），看来确实是这种情况，但仍然没有骰子。擦除操作似乎在PC的0xfffffffe和错误代码-5上脱颖而出，并且仅当我使用SIM_SOPT禁用复位引脚（通过将32位值0x00000008写入0x40048004）时，“解锁运动”命令才有效。不幸的是，如果我这样做，CPU再也无法停止运行，这大概是因为SWD接口无法使用复位线将SWDAP强制进入已知状态。

20150103编辑：

我有闪烁的LED

重复

我有闪烁的LED

TL; DR版本：将USBDM映像放置在FRDM-KL25Z板上（本身就是一个故事），使用ARM Programmer独立应用程序将测试.elf发送到板上。关机后再开机。

长版将在以后发布。现在，我有不到48小时的时间为此KEAZN64板编写和调试软件，完成对它附带的其他软件的修改/测试，并为另一个客户端编写一些文档。我保证我会用详细的答案更新这个问题。我只是想分享我的成功。谢谢大家的帮助。我可能必须与mods交流，因为我真的很想特别感谢你们中的几个。

我实际上在您的过程中找不到任何逻辑错误，但是这里有一些建议：

• 还有一个FTMRH_FERSTAT寄存器（位于4002_0007h）。它应该告诉您出了什么问题...但是仅在奇偶校验（或双重奇偶校验错误）的情况下。我不认为这会记录任何情况，以防万一或擦除错误，但可能值得一试。

• KEA文档还提到，闪存错误可能会触发中断（“ 18.3.5闪存和EEPROM中断”一节）。我不知道SEGGER擦除时是否会发生这种情况，但这是对PC为什么也进行更改的合理解释，因为您确实看到了FSTAT寄存器中标记的错误。不幸的是，有关中断控制器的KEA文档部分（“ 3.3.2嵌套矢量中断控制器（NVIC）配置”）含糊地指向ARM网站的完整文档。我无法弄清楚是否在闪存启动时（启动时）设置了默认的中断处理程序。

• 您仅手动完成了扇区级别的擦除，因此请尝试手动（如自行编写相应的寄存器）发出完整的Flash擦除命令。单个命令中执行此操作的唯一方法似乎是手册第18.3.9.10节（第246页）中记录的“不安全的闪存命令”。这将使设备“不安全”，并进行完整的闪存和EEPROM擦除。您可以轮询FSTAT位（CCIF）以查看它应该何时完成，然后再检查错误标志。编辑：在手册中，还有一个“ 18.3.9.7擦除所有块命令”部分。

• 尝试降低总线时钟频率。根据文档，任何高于0.8 Mhz的工作原理。我之所以建议这样做，是因为飞思卡尔论坛上有一个线程，外部闪存可以正常工作，但不能超过仍在正常记录范围内的某个频率。因此，芯片中的闪存控制器很可能是易碎品，无法在规定的频率范围内运行。

• 同样，您的芯片也不同。鉴于这些成本多少（约3美元），您有一个糟糕的价格并不是不可想象的。我确实记得有一块嵌入式x86芯片在大多数情况下都可以正常工作，但是在某些保护模式指令上却出现了奇怪的错误。我的问题因使用相同品牌的其他设备而消失了。对于我来说，尚不清楚飞思卡尔是否有（公开声明）这些设备的步进和勘误。

就调试建议而言，这就是我能想到的，其他人在此页面上都没有说过。

20150103编辑：

（在此处删除了我的评论中的内容，并进行了扩展）

似乎并不是所有的Kinetis系列（至少在官方上）都经过了所有闪光灯的测试。您实际上使用的相当新的EA系列似乎仅由飞思卡尔自己的OEM OEM Cyclone MAX闪光灯支持。这是飞思卡尔页面上针对EA系列产品列出的唯一产品。现在，对于像KL0这样的较老的Kinetis来说，列表更长了，包括SEGGER。我不知道这仅仅是因为缺乏对EA系列其他闪光灯的测试，还是因为实际上只有Cyclone MAX知道一些编程怪癖。我希望这可能只是飞思卡尔在列出其他闪光器时很慢，但是在查看了J-link手册后 （希望是正确的），也没有经过测试的Kinetis E或EA系列（第249页），只有Kinetis K10至K60设备（以及一些较旧的MAC7）。

值得注意的是Cyclone MAX的PExDrv软件/固件具有日期为2014年3月20日的Service Pack（v10.3），其中“增加了对MKE04Z64，MKE04Z128，MKE06Z64，MKE06Z128，SKEAZ64和SKEAZ128衍生物的支持”。另一个线索是飞思卡尔针对Kinetis自己的开源Bootloader / Flashloader软件尽管在12/2014中进行了更新，但并未列出受支持的任何E或EA [sub]系列设备。因此，我认为E / EA系列和其他Kinetis（如K10）在闪光方面有足够的区别，尽管我不知道到底有什么区别。因此，我认为，目前，除了Cyclone MAX以外，期望EA闪存能够自动与任何其他设备一起工作是不现实的。您也许可以从EA系列文档中最终了解如何在“裸机”级别（直接寄存器命令）执行此操作，但是我同意该文档太过时了；它当然缺少任何分步说明，仅是参考手册。如果飞思卡尔的开源引导加载程序/闪存加载程序支持E / EA系列，

FRDM-KL25Z（Kinetis L系列随附）的实验指向相同的方向，即，您不能将L系列与EA系列互换，也不能使用相同的闪光灯（在这种情况下为OpenSDA）。

而且，如果您像Keith（博客作者）一样“认为程序员的100美元是荒谬的”，那么对于在那个Cyclone上降价900美元以上的观点，您可能会不满意。我不知道飞思卡尔是否故意这样做是为了骗取他们的汽车客户，还是……...对于大多数Kinetis系列的工具都不能在E / EA上使用，这确实很奇怪。

还要注意，显然，OpenSDA的闪烁功能只能在MS Windows下运行。

如果您愿意尝试（破解）更多的开发板，那么配备E系列Kinetis的开发板可能是一个更好的主意，例如FRDM-KE02Z（在Digi-Key售价13美元）。还使用OpenSDA，因此可能会被黑客入侵。据我所知，他们不使用EA系列来生产/销售电路板。但是，似乎您不能使用一个OpenSDA处理器/板来编程与其自己板上的Kinetis类型不同的Kinetis类型，即使两个处理器的序列相同（例如L），但编号也不同。不幸的是，OpenSDA中的“开放”仅表示SDA规范是开放的，并不表示它们以开放源代码的形式给出源代码。因此我什至找不到编程E系列闪光灯的源代码。显然，我对此只保留一半的权利。OpenSDA v1不是开源的，而v2是。

因此，这是OpenSDAv2的优势。它基本上只是一个CMSIS-DAP / mbed引导加载程序和更新程序。因此它可能不具有与v1相同的功能或支持相同的芯片...而事实证明确实如此，因为flash_features.h没有列出任何MKE（Kinetis E系列），更不用说SKE（EA系列）了。设备。总而言之，飞思卡尔对于EA系列的主张似乎是：购买我们900美元的Cyclone闪光灯，或者从我们发布的任何不完整的开源代码中自行编写自己的好运。

但是事实证明，有一个开源项目至少可以对E系列Kinetis进行编程，即USBDM。它的变更日志的相关位是：

V4.1.6.140（2014年4月）

其他Kinetis设备（MKE04，MKE06，MK64F）

• MKE设备的修复程序（除Mass Erase之后无法编程）

根据该日志条目，E系列肯定显得古怪。目前尚无对EA系列（SKE）的直接支持，但是如果您想破解自己的Flasher，那么该代码库可能是最好的选择。或者也许您可以说服USBDM的作者添加EA系列（SKE）支持。事实证明，作为USBDM的硬件，您可以使用已经购买的FRDM-KL25Z。但是您仍然必须破解USBDM软件以支持SKE芯片。

USBDM的主配置文件看起来相当艰巨。在USDBM中，不同的Flasher（代码库）用于不同的MKE系列设备：MKE04和MKE06使用“ FTMRE”，而MKE02使用“ FTMRH”。在简要介绍了这两个代码库之后，您几乎肯定会想要FTRMH代码库而不是FTRME代码库。后者的FTMRH结构与SKEA64器件不同，例如，时钟分频器不是第一个字段，而是第四个字段。FTRME还将总线FIDV设置为0x17 = 24Mhz，这似乎超出了芯片的范围（KEA64手册中的第224页建议最大20Mhz）。FTMRH将其设置为0x0F = 16Mhz（就像您一样），这似乎还可以。

此时，（除非您想购买Cyclone MAX），最好的办法是与Podonoghue联系，使您的芯片与他的代码库一起工作。他似乎很活跃，并且非常乐意为新设备提供帮助（在飞思卡尔论坛上）。

同样从该USDBM源代码中，我可以预言，除非SEGGER首先获得自己的固件更新，否则它无法自行正确地刷新SKEA。我为什么这么说？由于USDBM的FTMRH代码库仅被那里的一台设备使用，因此您的SEGGER似乎对这两个设备一无所知（根据其手册）。其他更常见的设备，例如Kinetis L和K系列，则使用基于“ FTFA”代码库的其他USDBM闪光器。如果您看FTFA的代码，则Flash控制器的寄存器结构（也从0x40020000开始）与此不同。第一个字段甚至不是时钟分频器，而是统计寄存器等。对于Freescale来说，制造不兼容设备的“好方法”……无疑是对闪光灯制造商的福音。

您是否尝试过此步骤：使用Segger J-Link解锁和擦除FLASH

据说您必须：

为了使用Segger J-Link重新编程受保护的FLASH扇区，我需要首先解锁并大规模擦除该设备。为此，有J-Link Commander实用程序，该实用程序具有命令行界面以取消保护和擦除设备。仅用于擦除，J-Flash（和Lite）是一个非常有用的工具，尤其是获得“干净”的设备内存时。

我发现有趣的是，如果您希望永久地进行解锁，则必须将其解锁并在下一步中将其擦除：

但似乎我需要先进行解锁，然后再进行擦除以使其永久化。要擦除设备，我可以使用相同的命令行实用程序。但是我需要先指定设备名称，然后再将其删除（例如KL25Z）：

EDIT1：添加了错误的数据。

EDIT2：您也许可以读取Flash Security（FSEC）寄存器？你试过了吗？

EDIT3：来自使用Kinetis安全和闪存保护功能，修订1，6/2012

通过调试器/ JTAG进行批量擦除在保护处理器的情况下，调试器和JTAG工具对设备的访问非常有限。只能通过JTAG访问的寄存器是MDM-AP状态和控制寄存器。为了使调试工具能够使部件不安全，可以将MDM-AP控制寄存器的位0设置为请求对处理器进行大规模擦除。为了使用此方法禁用安全性，必须将FSEC [MEEN]设置为10以外的值，以允许批量擦除功能。如果禁用了批量擦除，FSEC [MEEN] = 10，则闪存将忽略批量擦除请求，并且使用此方法无法解除对设备的保护。许多调试器会在尝试建立连接时自动使用MDM-AP状态寄存器的位2来确定设备是否受保护。调试器弹出窗口可用于警告设备已固定，并询问是否需要进行大规模擦除才能取消设备的安全性。一旦完成批量擦除并通过验证，安全性将被禁用。一些调试器可能会自动编程闪存配置字段，以在批量擦除完成后将闪存置于不安全状态，即FSEC = 0xFE。

我还偶然发现了一篇文章，提到尝试读取/写入MDM-AP寄存器时，不同的kinetis系列需要不同的RESET信号操作。

EDIT4：您是否尝试在SWD_DIO上添加强上拉？这是在黑暗中拍摄的镜头，但飞思卡尔推荐它。

您必须先暂停处理器。很明显，您会看到正在运行的处理器的症状。我使用openocd；在刷新设备之前，我使用“重置暂停”命令。“ halt”是“ reset”的子命令，用于在重置后立即停止，同时也有一个独立的halt命令。

因此，寻找“重置暂停”命令，仅仅暂停是不够的，因为您必须进入向量的预初始化状态。

我还没有看到它的提法，所以我继续推测问题在于该部分具有一个在重置时启用的缓存。这与您用空白支票观察到的“怪异”行为一致。基础Flash已更新，但缓存未更新。要解决此问题，请通过写入MCM_PLACRat 来关闭数据和指令高速缓存，F000_300Ch并同时清除高速缓存。同样的怪异行为也可能使Segger感到困惑。

由于错误消息与PC值有关，因此听起来CPU不在某个地方。这是一个很大的尝试，但是您是否尝试禁用看门狗定时器？