JLink的RTFlashloader下载速度优化
版本0—2022年2月18日
应用笔记
1介绍
使用RT系列的芯片时，不管在调试阶段还是在量产阶段，如果下载到外部NORFLASH的image特别大，那整个下载过程会非常耗时，这大大影响了调试效率或者量产效率。
为了解决这个痛点，本应用笔记介绍了使用JLink下载image时，如何优化Flashloader算法以提升下载速度。
2Flashloader算法简介 当在RT平台上使用JLink下载image时，目前几乎所有的Flashloader都是基于SEGGER提供的OpenFlashloader模型开发的。
SeggerFlashloader的框架以及开发使用流程在Segger官网上有详细的介绍。
2.1SEGGER支持用户自行添加目标设备 目录 1介绍.................................................12Flashloader算法简介......................12.1SEGGER支持用户自行添加目标设 备.................................................12.2Flashloader算法文件制作平台....22.3Flashloader算法文件制作方法....23影响Flashloader下载速度的几个因素 ........................................................34Flashloader下载速度优化...............74.1基于RT500的Flashloader优化.84.2基于RT1060的Flashloader优化 ...................................................144.3Flashloader下载速度优化结果..155参考资料........................................166修订记录........................................16 SEGGER支持用户能够自行添加对新设备的支持，不依赖于SEGGER和JLink软件的版本。
默认情况下，J-LinkDLL带有一个内置设备数据库，该数据库定义了哪些设备名称是已知的。
对于已知的设备，SEGGER已经为其提供了默认的烧录下载算法。
对于未知的设备，可以通过名为JLinkDevices.xml的XML文件添加其他设备。
打开SEGGER的安装目录…\Device\NXP\，添加Flashloader算法文件到指定路径，在XML文件中以SEGGER规定的脚本语法进行添加即可。
如果往XML文件添加已知设备，JLink会优先调用XML文件中的Flashloader算法文件。
这两个文件就是优化过后的Flashloader可执行文件，它们可以是.elf文件，也可以是.FLM文件。
NXPSemiconductors Flashloader算法简介 图
1.Flashloader算法文件目录 2.2Flashloader算法文件制作平台 SEGGER的下载烧录算法文件制作有两种方法：•使用KeiluVisionIDE。
缺点有三：—需要license。
—没有试用版。
—仅支持Cortex-M内核的设备。
•使用SEGGEREmbeddedStudioIDE。
有两种优势：—基本上任何在商业范围内使用SEGGEREmbeddedStudio都需要有效的许可证，但是OpenFlashloader是个例外。
评估版license就可用于调试和创建Flashloader，不需要有效的license。
—支持Cortex-
M，Cortex-A/R，和RISC-V等多种内核。
2.3Flashloader算法文件制作方法 SEGGEREmbeddedStudio提供了OpenFlashloader的模板，利用SEGGEREmbeddedStudio就能生成最终的Flashloader可执行文件。
Flashloader模型有几个重要的API函数构成，如表1所示。
这部分API需要用户实现对应MCU设备的flash接口代码，具体到i.MXRT平台上就是基于FLEXSPI外设和NORFLASH之间的交互代码。
表
1.OpeningFlashloaderAPIFunctionname Function Init TohandletheinitializationoftheFlashmodule. UnInit TohandlethedeinitializationoftheFlashmodule. Erase ToeraseoneFlashsector.TheEraseSectorfunctioncaneraseasinglesector. 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 2/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
1.OpeningFlashloaderAPI(续上页)Functionname Function Program ToprogramoneFlashpage.TheProgramPagefunctioncanprogramasinglepage. EraseChip Toerasetheentirechip(Flashbank). Verify pareaspecifiedbytenumberofaprovideddatabufferwiththecontentofthedevice. BlankCheck Tocheckwhetheramemoryregionisblank. 3影响Flashloader下载速度的几个因素 本章节介绍了影响Flashloader下载速度的因素，以及利用SEGGEREmbeddedStudio来优化OpenFlashloader模型的一些思路。
本章节中所有的实验数据都是基于RT500EVK板子以及外部NORFlash（GD25LE64C）展开的。
1.下载时间组成部分a.使用Jlink下载器通过Commander窗口往RT500EVK板子下载一个2Mbytes的image到外部flash。
b.下载结束后能在Commander窗口看到如图2所示的log。
图
2.DownloadloginCommanderwindow 简而易见，影响下载速度的因素有如表2中所列。
•Erase和Program耗时占比最大。
•Compare和Verify耗时占比较小。
•Prepare和Restore耗时几乎可以忽略。
因此优化下载速度的重点是Erase和Program。
表
2.下载时长组成 ImagesizePrepare Compare Erase Program Verify Restore Total 2Mbytes 0.138s 8.112s 37.875s 53.137s 3.908s 0.007s 103.180s
2.下载速度相关因素。
以4线的QSPINORFlash为例，对于Flash的操作主要有读，写，擦这几个部分。
表3是NORFlash的CMD详情。
表
3.FlashCMD Commandname Byte1 Byte2 Byte3Byte4Byte5 Byte6 n-Bytes WriteEnable 06H WriteDisable 04H VolatileSRWriteEnable 50H ReadStatusRegister 05H (S7-S0) (continuous) 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 3/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
3.FlashCMD(续上页)Commandname ReadStatusRegister-1WriteStatusRegisterReadDataFastReadDualOutputFastReadDualI/OFastRead QuadOutputFastReadQuadI/OFastRead QuadI/OWordFastRead PageProgramQuadPageProgramSectorEraseBlockErase(32K)BlockErase(64K)ChipEraseEnableQPIEnableResetResetSetBurstwithWrapProgram/EraseSuspendProgram/EraseResume Byte135H01H03H0BH3BHBBH Byte2(S15-S8) S7-S0A23-A16A23-A16A23-A16A23-A8 6BHEBH E7H 02H32H20H52HD8HC7/60H38H66H99H77H75H7AH A23-A16A23-A0M7-M0A23-A0M7-M0A23-A16A23-A16A23-A16A23-A16A23-A16 W6-W4 Byte3Byte4Byte5 S15-S8A15-A8A15-A8A15-A8A7-A0M7-M0A15-A8dummy A7-A0A7-A0A7-A0(D7-D0) A7-A0(D7-D0) (D7-D0)dummydummy dummy dummy(D7-D0) A15-A8A15-A8A15-A8A15-A8A15-A8 A7-A0A7-A0A7-A0A7-A0A7-A0 D7-D0D7-D0 Byte6(Nextbyte) (D7-D0)(D7-D0)(D7-D0) Nextbyte n-Bytes(continuous) (continuous)(continuous)(continuous)(continuous) (continuous)(continuous) (continuous) Readmode对于Flashloader来说影响的是Compare和Verify的效率。
Read的CMD有ReadData，FastRead，QuadOutputFastRead，QuadI/OFastRead,QuadI/OWordFastRead等，如表4所示。
区别是在MCU和Flash通信过程中： •发CMD命令是几线；•发地址信息是几线；•数据交互是几线。
一般来说如果是4线的QSPINORFlash，推荐用1_4_4readmode。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 4/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
4.ReadCMDmodesCMDReadData(0x03)/FastReadQuadOutputFastReadQuadI/OFastRead 1_1_11_1_41_4_
4 Readmode EraseCMD除去ChipErase有三种：SectorErase，BlockErase(32K)，BlockErase(64K)。
Erase模式可以工作在SPImode，也可以工作在QPImode，一般工作在SPImode就行。
从擦的效率角度而言，擦除一块很大的区域，采用BlockErase比SectorErase更有效率。
ProgramCMD有两种，分别是PageProgram和QuadPageProgram，一般使用PageProgram就行。
影响Flashloader下载效率的因素除了Readmode，Erasemode,Programmode外，另一个重要的因素是Flash的时钟频率，但是这个因素对下载速度的影响是有限的，为了证明这一点做了如下实验。
a.在RT500EVK板子上，外部NORFlash更换为GD25LE64C，在IAR下面去调试一个事先准备好的Flashloader算法，利用MCU的系统时钟来统计擦写时长，擦写的区域为2MB的外部NORFlash空间。
为了保证实验结果的可对比性，Flash的起始地址一致，2MB的image使用同一份.bin文件。
EraseCMD使用的是BlockErase(64K)，ProgramCMD使用的是PageProgram，只改变Flexspi的CLK，可以得到如图3和图4所示结果。
•设Flexspi的CLK频率为30M，可以得到如下结果：擦写时长为12.624s。
图
3.Erase和Program时长•设Flexspi的CLK频率为100M，可以得到如下结果：擦写时长为12.005s。
应用笔记 图
4.Erase和Program时长基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 5/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 因此得到的第一个结论是：Flash的工作频率对于擦写速度影响不大。
b.设Flexspi的CLK频率为100M，只将ProgramCMD方式从PageProgram变为QuadPageProgram，其他条件不变，可以得到如图5所示结果：擦写时长为11.952s。
图
5.Erase和Program时长 因此得到第二个结论是：Flash的Program模式对于写一个page的整个过程，速度影响不大。
c.通过Flash的datasheet可以找到这款flash的erase，program的typical值，如表5所示。
表
5.Erase和Program操作时长典型值 tPP PageProgrammingTime tSE SectorEraseTime tBE1 BlockEraseTime(32KBytes) tBE2 BlockEraseTime(64KBytes) tCE ChipEraseTime(GD25LE64C) 0.7
5 ms 90 600 ms 0.3 1.5 s 0.45 3.0 s 30 90 s 将理论值，IARdebug测试数据，和JLinkCommander测试数据进行比较，可以看到Flashloader算法在IAR中debug是非常接近甚至小于flash手册的typical值，但是当Flashloader算法被JlinkCommander调用时，擦写效率是非常低的，如表6所示。
表
6.Erase和Program操作时长对比 Toolchain Imagesize(MB) Erase(s) Program(s) mander
2 37.875 53.137 TestdataonIAR
2 7.208 5.416 Typicalvalue/Maximumvalue
2 14.4(typical)/96.0(max) 5.734(typical)/40.960(max) 因此得到的第三个结论是：影响Flashloader下载速度的最大瓶颈在于JlinkCommander对于Flashloader算法的调度，或者说是JlinkCommander与运行在MCU端的Flashloader程序之间的交互过程。
3.OpenFlashloader模型框架 从Flash本身已经找出了影响Flash下载速率的因素，那接下来就要了解Jlink通过SWD/JTAG接口对运行在MCU端的Flashloader的调度过程，具体主要是Compare，Erase，Program，Verify这几个部分。
上文提到，Flashloader可执行文件可以由Keil或者SEGGEREmbeddedStudio编译生成。
但是，Keil的Flashloader模型中Erase和Program函数接口对于下载效率来说是有局限的，因此推荐使用SEGGEREmbeddedStudio。
SEGGEREmbeddedStudio提供的OpenFlashloader模型提供了SEGGER_OPEN_Program和Program接口，SEGGER_OPEN_Program接口与传统的Program接口相比可以实现更高的吞吐量，如图6所示。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 6/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 图
6.Flashloaderprogram处理流程 同样，SEGGEREmbeddedStudio提供的OpenFlashloader也提供了SEGGER_OPEN_Erase和Erase接口，这里的Erase接口是用于擦除一个或多个sector的。
考虑到不同类型的Flash有不同的sectorsize，因此sectorsize是用户可配置的。
通过上文分析，擦除一块很大的区域，采用Block擦会比Sector擦更有效率，而Erase接口函数是用户自定义的，所以用户可以将OpenFlashloader中提供的sectorsize当作blocksize来使用，在底层代码中采用block去擦而不是sector擦，这会是一个提升erase效率的方案。
OpenFlashloader模型还提供了Verify，Read，Erase_Chip等API接口，另外针可以使能TURBOMode去优化下载算法，这些都是可以优化下载速度的切入点。
4Flashloader下载速度优化 本章节基于RT500EVK板子和RT1060EVKB板子来验证提升下载速度的一些优化策略。
为了比较Flashloader算法的优化结果，将RT500EVK板子和RT1060EVKB板子上的Flash都更换成IS25WP064。
表7是IS25WP064的datasheet中关于Erase和Program的理论值。
根据Typical值，对2MB的Flash空间进行SectorErase，BlockErase（64K）。
Program的典型时长分别为35.84s，4.8s，1.638s。
下面会将实验测试数据与理论数据进行比较。
当然，实际用JLink对Flash的下载过程中肯定还有其它操作的时长需要考虑进去。
表
7.IS25WP064Erase和Program操作时长典型值 Symboltec Parameter SectorEraseTime(4kB) BlockEraseTime(32kB) BlockEraseTime(64kB) ChipEraseTime 32MB64MB Min. Type Max. Unit 70 300 ms 0.1 0.5 s 0.15 1.0 s
8 23 s 16 45 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 7/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 表
7.IS25WP064Erase和Program操作时长典型值(续上页) Symbol Parameter Min. Type Max. Unit 128MB 30 90 tpp PageProgramTime 0.2 0.8 ms 4.1基于RT500的Flashloader优化 Flashloader可执行文件由SEGGEREmbeddedStudio或Keil生成，Erase接口采用Erase接口，Program接口采用SEGGER_OPEN_Program接口。
IS25WP064的sectorsize为4KB，pagesize为256字节。
SEGGER_OPEN_Program可以一次加载多个page到RAM中进行缓存，这个数值是可以配置。
本实验中： •将SEGGER_OPEN_Program接口中的一个page大小定义为变量multi_page_size。
•将Program接口中的一个page大小定义为变量single_page_size。
•将Erase接口中每次擦的大小定义为变量single_erase_size。
•将Flexspi的CLK时钟设置为30M。
•擦的区域为[0x08000000，0x08200000]，大小为2MB。
具体测试如下：•Test1 —平台：Keil—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图
7.Test1 •Test2—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图
8.Test2应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 8/17 NXPSemiconductors •Test3—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：1kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable Flashloader下载速度优化 图
9.Test3 •Test4—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：4kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图10.Test4 •Test5—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：8kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图11.Test5 •Test6—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 9/17 NXPSemiconductors —Program接口：Program—single_page_size：16kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable Flashloader下载速度优化 图12.Test6 •Test7—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图13.Test7 •Test8—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：1kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图14.Test8 •Test9—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 10/17 NXPSemiconductors —TURBOMODE：Enable 图15.Test9•Test10 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Programinterface：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：32kB—TURBOMODE：Disable 图16.Test10•Test11 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Disable 图17.Test11•Test12 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Enable Flashloader下载速度优化 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 11/17 NXPSemiconductors 图18.Test12•Test13 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：16kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Enable 图19.Test13表
8.基于RT500EVKboard的Flashloader测试优化数据 Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 1Keil22SES23SES24SES25SES26SES27SES2 应用笔记 256B 4Disable Disable0.1728.24428.69054.7723.9170.00795.803 single 256B 4Disable Disable0.2432.55128.27048.2570.9890.02780.340 single 1kB 4Disable Disable0.2842.25728.41316.0890.9890.02848.063 single 4kB 4Disable Disable0.1882.23028.5248.5280.9850.03340.490 single 8kB 4Disable Disable0.1822.22428.6998.6770.9880.03940.811 single 16kB 4Disable Disable0.1902.32028.9699.1001.0250.05141.656 single 256B 4Enable Disable0.2342.33928.9818.6520.9850.05141.244 multiple 下页继续 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 12/17 NXPSemiconductors表
8.基于RT500EVKboard的Flashloader测试优化数据(续上页) Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 8SES29SES210SES211SES212SES213SES2 1kB 4Enable Disable0.2092.33629.0918.6660.9930.05241.350 multiple 256B 4Enable Enable0.2092.14026.9114.8380.9450.05135.097 multiple 4kB 32Enable Disable0.2162.3585.7988.9111.0040.05118.340 multiple 4kB 64Enable Disable0.2142.1983.9478.7720.9900.05116.175 multiple 4kB 64Enable Enable0.2362.0733.8804.0210.9530.05211.218 multiple 16kB 64Enable Enable0.2292.0673.8653.6510.9530.07610.844 multiple 通过表8的实验数据可以得到下面这几个结论：
1.SEGGEREmbeddedStudio生成的Flashloader比Keil生成的Flashloader下载效率更高。
2.使用Program接口，提高每次加载到RAM的PageSize对下载速度的提升是有限的。
3.特别需要说明的是Flash的Program或SEGGER_OPEN_Program接口中写Flash是以一个Page为单位的，实验中改变了single_page_size或multi_page_size影响的是JLink往MCU内存中每一次加载缓存的大小，最终底层的Program操作一定是以一个Page为单位的。
SEGGER_OPEN_Program接口比Program接口提升的地方在于JLink往MCU内存中每次加载的缓存大小是原来每次加载缓存大小的数倍。
4.开启TURBOMode对Flashloader下载速度的提升是显著的，因此推荐用户开启这个功能。
5.当使用SEGGER_OPEN_Program接口并开启TURBOMode的情况下，multi_page_size越大，program的速度越快。
一般推荐用户将multi_page_size设为4kB.
6.Erase接口本文没有推荐使用SEGGER_OPEN_Erase接口，因为提升Erase速度的关键在于用BlockErase方案替代SectorErase方案。
不过这有局限： •用户擦的Flash区域足够大（最好是数倍的BlockSize） •下载的Flash起始地址是blocksize大小对齐的。
如果满足不了这两个条件也没关系，解决方案是single_erase_size大小还是采用blocksize，但在底层Erase驱动中通过算法将被擦的区域拆分成多个block加多个sector的组合，然后分别调用Block_Erase、Sector_Erase底层驱动去操作。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 13/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 4.2基于RT1060的Flashloader优化 本小节以RT1060EVKB板子和外部NORFlash来测试不同策略下的Flashloader下载速度，RT1060EVKB板子上的默认Flash型号也是IS25WP064。
有了基于RT500的Flashloader优化中的结论，本节跳过基于RT500的Flashloader优化中的实验直接拿优化结论进行优化。
将Flexspi的时钟设置为30M。
擦的区域为[0x60000000，0x60800000]，大小为8MB。
具体测试如下： •Test1—平台：Keil—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4KB—TURBOMODE：Disable 图20.Test1 •Test2—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4KB 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 14/17 NXPSemiconductors—single_erase_size：64KB—TURBOMODE：Enable 图21.Test2表
9.基于RT1060EVKBboard的Flashloader测试优化数据 Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 1Keil22SES2 4Disable256BDisable0.02232.381126.37219.6315.7160.010394.14 single
4 8
3 64Enable4KBEnable0.2392.32616.37320.8971.0060.05340.896multiple 当使用SEGGER_OPEN_Program接口，开启TURBOMode，设置multi_page_size为4KB，Erase采用BlockErase方案时，下载速度提升是非常显著的,具体数据如表9所示。
4.3Flashloader下载速度优化结果 表10是Flashloader在RT500EVK和RT1060EVKB的下载速度优化结果，可以看到优化后的下载速度分别是原来没优化过的8.5倍和9.6倍，效果非常明显，实验结果证明优化策略是可行的。
表10.基于RT500和RT1060上的Flashloader下载速度优化结果 RTplatform Promotion TestImagesize PrepareCompareErase ProgramVerifyRestoreTotal RT500 No
1 optimization Optimized 12 2MB2MB 0.172s8.244s0.236s2.073s 28.690s54.772s3.917s0.007s95.803s3.880s4.021s0.953s0.052s11.218s Promotion 398% 739% 1362%411% 854% No
1 optimization RT1060Optimized
2 8MB0.022s32.381s126.374s219.638s15.716s0.010s394.143s8MB0.239s2.326s16.373s20.897s1.006s0.053s40.896s Promotion 1392%772% 1051%1562% 964% Erase和Program的提升已经介绍的很详细了，这里要说明的是Compare和Verify。
显然从表10可以看到，Compare和Verify在RT1060上提升的效率比RT500还要高很多，影响它们的主要因素是MCU读取Flash数据到内部RAM的性能差异，因为RT1060是Cortex-M7内核，而RT500是Cortex-M33内核，RT1060有32kB、L1级别的I-cache和D-cache以及主频更高（600M），这对Flash的读取效率会有很大的提升。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 15/17 NXPSemiconductors 参考资料 另外要说明的是，测试中使用的Flashloader算法能够自动识别并支持大部分NORFlash，同时也支持所有的i.MXRT平台，该算法用于RT-UFL（RT-UFL是一个适用全平台i.MXRT的通用Flash下载算法项目，涵盖绝大部分Flash型号）中，已经得到了广泛验证。
更多详情，请参考/JayHeng/RT-UFL。
5参考资料
1.SEGGEROpenFlashloader2.MIMXRT500-EVKSchematic(RevE1)
3.MIMXRT1060-EVKBSchematic(RevB)
4.GD25LE64CDataSheet5.IS25WP064ADataSheet6.RT-UFL 6修订记录 版本号
0 发布日期2022年2月18日 初次发布 说明 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 16/17 HowToReachUsHomePage:WebSupport:/support Limitedwarrantyandliability—InformationinthisdocumentisprovidedsolelytoenablesystemandsoftwareimplementerstouseNXPproducts.Therearenoexpressorimpliedcopyrightlicensesgrantedhereundertodesignorfabricateanyintegratedcircuitsbasedontheinformationinthisdocument.NXPreservestherighttomakechangeswithoutfurthernoticetoanyproductsherein. NXPmakesnowarranty,representation,orguaranteeregardingthesuitabilityofitsproductsforanyparticularpurpose,nordoesNXPassumeanyliabilityarisingoutoftheapplicationoruseofanyproductorcircuit,andspecificallydisclaimsanyandallliability,includingwithoutlimitationconsequentialorincidentaldamages.“Typical”parametersthatmaybeprovidedinNXPdatasheetsand/orspecificationscananddovaryindifferentapplications,andactualperformancemayvaryovertime.Alloperatingparameters,including“typicals,”mustbevalidatedforeachcustomerapplicationbycustomer'stechnicalexperts.NXPdoesnotconveyanylicenseunderitspatentrightsnortherightsofothers.NXPsellsproductspursuanttostandardtermsandconditionsofsale,whichcanbefoundatthefollowingaddress:/SalesTermsandConditions. Righttomakechanges-NXPSemiconductorsreservestherighttomakechangestoinformationpublishedinthisdocument,includingwithoutlimitationspecificationsandproductdescriptions,atanytimeandwithoutnotice.Thisdocumentsupersedesandreplacesallinformationsuppliedpriortothepublicationhereof. Security—CustomerunderstandsthatallNXPproductsmaybesubjecttounidentifiedordocumentedvulnerabilities.Customerisresponsibleforthedesignandoperationofitsapplicationsandproductsthroughouttheirlifecyclestoreducetheeffectofthesevulnerabilitiesoncustomer’sapplicationsandproducts.Customer’sresponsibilityalsoextendstootheropenand/orproprietarytechnologiessupportedbyNXPproductsforuseincustomer’sapplications.NXPeptsnoliabilityforanyvulnerability.CustomershouldregularlychecksecurityupdatesfromNXPandfollowupappropriately.Customershallselectproductswithsecurityfeaturesthatbestmeetrules,regulations,andstandardsoftheintendedapplicationandmaketheultimatedesigndecisionsregardingitsproductsandissolelyresponsiblepliancewithalllegal,regulatory,andsecurityrelatedrequirementsconcerningitsproducts,regardlessofanyinformationorsupportthatmaybeprovidedbyNXP.NXPhasaProductSecurityIncidentResponseTeam(PSIRT)(reachableatPSIRT@)thatmanagestheinvestigation,reporting,andsolutionreleasetosecurityvulnerabilitiesofNXPproducts. NXP,theNXPlogo,NXPSECURECONNECTIONSFORASMARTERWORLD,COOLFLUX,EMBRACE,GREENCHIP,HITAG,ICODE,JCOP,LIFE,VIBES,MIFARE,MIFARECLASSIC,MIFAREDESFire,MIFAREPLUS,MIFAREFLEX,MANTIS,MIFAREULTRALIGHT,MIFARE4MOBILE,MIGLO,NTAG,ROADLINK,SMARTLX,SMARTMX,STARPLUG,TOPFET,TRENCHMOS,UCODE,Freescale,theFreescalelogo,AltiVec,CodeWarrior,ColdFire,ColdFire+,theEnergyEfficientSolutionslogo,is,Layerscape,MagniV,mobileGT,PEG,PowerQUICC,ProcessorExpert,QorIQ,QorIQQonverge,SafeAssure,theSafeAssurelogo,StarCore,Symphony,VortiQa,Vybrid,Airfast,BeeKit,BeeStack,CoreNet,Flexis,MXC,PlatforminaPackage,QUICCEngine,Tower,TurboLink,EdgeScale,EdgeLock,eIQ,andImmersive3DaretrademarksofNXPB.V.Allotherproductorservicenamesarethepropertyoftheirrespectiveowners.AMBA,Arm,Arm7,Arm7TDMI,Arm9,Arm11,Artisan,big.LITTLE,Cordio,CoreLink,CoreSight,Cortex,DesignStart,DynamIQ,Jazelle,Keil,Mali,Mbed,MbedEnabled,NEON,POP,RealView,SecurCore,Socrates,Thumb,TrustZone,ULINK,ULINK2,ULINK-ME,ULINK-PLUS,ULINKpro,µVision,VersatilearetrademarksorregisteredtrademarksofArmLimited(oritssubsidiaries)intheUSand/orelsewhere.Therelatedtechnologymaybeprotectedbyanyorallofpatents,copyrights,designsandtradesecrets.Allrightsreserved.OracleandJavaareregisteredtrademarksofOracleand/oritsaffiliates.ThePowerArchitectureandwordmarksandthePowerandlogosandrelatedmarksaretrademarksandservicemarkslicensedby.M,MMobileyeandotherMobileyetrademarksorlogosappearinghereinaretrademarksofMobileyeVisionTechnologiesLtd.intheUnitedStates,theEUand/orotherjurisdictions. ©NXPB.V.2022. Allrightsreserved. Formoreinformation,pleasevisit:Forsalesofficeaddresses,pleasesendanemailto:salesaddresses@ Dateofrelease:2022年2月18日Documentidentifier:AN13567
为了解决这个痛点，本应用笔记介绍了使用JLink下载image时，如何优化Flashloader算法以提升下载速度。
2Flashloader算法简介 当在RT平台上使用JLink下载image时，目前几乎所有的Flashloader都是基于SEGGER提供的OpenFlashloader模型开发的。
SeggerFlashloader的框架以及开发使用流程在Segger官网上有详细的介绍。
2.1SEGGER支持用户自行添加目标设备 目录 1介绍.................................................12Flashloader算法简介......................12.1SEGGER支持用户自行添加目标设 备.................................................12.2Flashloader算法文件制作平台....22.3Flashloader算法文件制作方法....23影响Flashloader下载速度的几个因素 ........................................................34Flashloader下载速度优化...............74.1基于RT500的Flashloader优化.84.2基于RT1060的Flashloader优化 ...................................................144.3Flashloader下载速度优化结果..155参考资料........................................166修订记录........................................16 SEGGER支持用户能够自行添加对新设备的支持，不依赖于SEGGER和JLink软件的版本。
默认情况下，J-LinkDLL带有一个内置设备数据库，该数据库定义了哪些设备名称是已知的。
对于已知的设备，SEGGER已经为其提供了默认的烧录下载算法。
对于未知的设备，可以通过名为JLinkDevices.xml的XML文件添加其他设备。
打开SEGGER的安装目录…\Device\NXP\，添加Flashloader算法文件到指定路径，在XML文件中以SEGGER规定的脚本语法进行添加即可。
如果往XML文件添加已知设备，JLink会优先调用XML文件中的Flashloader算法文件。
这两个文件就是优化过后的Flashloader可执行文件，它们可以是.elf文件，也可以是.FLM文件。
NXPSemiconductors Flashloader算法简介 图
1.Flashloader算法文件目录 2.2Flashloader算法文件制作平台 SEGGER的下载烧录算法文件制作有两种方法：•使用KeiluVisionIDE。
缺点有三：—需要license。
—没有试用版。
—仅支持Cortex-M内核的设备。
•使用SEGGEREmbeddedStudioIDE。
有两种优势：—基本上任何在商业范围内使用SEGGEREmbeddedStudio都需要有效的许可证，但是OpenFlashloader是个例外。
评估版license就可用于调试和创建Flashloader，不需要有效的license。
—支持Cortex-
M，Cortex-A/R，和RISC-V等多种内核。
2.3Flashloader算法文件制作方法 SEGGEREmbeddedStudio提供了OpenFlashloader的模板，利用SEGGEREmbeddedStudio就能生成最终的Flashloader可执行文件。
Flashloader模型有几个重要的API函数构成，如表1所示。
这部分API需要用户实现对应MCU设备的flash接口代码，具体到i.MXRT平台上就是基于FLEXSPI外设和NORFLASH之间的交互代码。
表
1.OpeningFlashloaderAPIFunctionname Function Init TohandletheinitializationoftheFlashmodule. UnInit TohandlethedeinitializationoftheFlashmodule. Erase ToeraseoneFlashsector.TheEraseSectorfunctioncaneraseasinglesector. 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 2/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
1.OpeningFlashloaderAPI(续上页)Functionname Function Program ToprogramoneFlashpage.TheProgramPagefunctioncanprogramasinglepage. EraseChip Toerasetheentirechip(Flashbank). Verify pareaspecifiedbytenumberofaprovideddatabufferwiththecontentofthedevice. BlankCheck Tocheckwhetheramemoryregionisblank. 3影响Flashloader下载速度的几个因素 本章节介绍了影响Flashloader下载速度的因素，以及利用SEGGEREmbeddedStudio来优化OpenFlashloader模型的一些思路。
本章节中所有的实验数据都是基于RT500EVK板子以及外部NORFlash（GD25LE64C）展开的。
1.下载时间组成部分a.使用Jlink下载器通过Commander窗口往RT500EVK板子下载一个2Mbytes的image到外部flash。
b.下载结束后能在Commander窗口看到如图2所示的log。
图
2.DownloadloginCommanderwindow 简而易见，影响下载速度的因素有如表2中所列。
•Erase和Program耗时占比最大。
•Compare和Verify耗时占比较小。
•Prepare和Restore耗时几乎可以忽略。
因此优化下载速度的重点是Erase和Program。
表
2.下载时长组成 ImagesizePrepare Compare Erase Program Verify Restore Total 2Mbytes 0.138s 8.112s 37.875s 53.137s 3.908s 0.007s 103.180s
2.下载速度相关因素。
以4线的QSPINORFlash为例，对于Flash的操作主要有读，写，擦这几个部分。
表3是NORFlash的CMD详情。
表
3.FlashCMD Commandname Byte1 Byte2 Byte3Byte4Byte5 Byte6 n-Bytes WriteEnable 06H WriteDisable 04H VolatileSRWriteEnable 50H ReadStatusRegister 05H (S7-S0) (continuous) 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 3/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
3.FlashCMD(续上页)Commandname ReadStatusRegister-1WriteStatusRegisterReadDataFastReadDualOutputFastReadDualI/OFastRead QuadOutputFastReadQuadI/OFastRead QuadI/OWordFastRead PageProgramQuadPageProgramSectorEraseBlockErase(32K)BlockErase(64K)ChipEraseEnableQPIEnableResetResetSetBurstwithWrapProgram/EraseSuspendProgram/EraseResume Byte135H01H03H0BH3BHBBH Byte2(S15-S8) S7-S0A23-A16A23-A16A23-A16A23-A8 6BHEBH E7H 02H32H20H52HD8HC7/60H38H66H99H77H75H7AH A23-A16A23-A0M7-M0A23-A0M7-M0A23-A16A23-A16A23-A16A23-A16A23-A16 W6-W4 Byte3Byte4Byte5 S15-S8A15-A8A15-A8A15-A8A7-A0M7-M0A15-A8dummy A7-A0A7-A0A7-A0(D7-D0) A7-A0(D7-D0) (D7-D0)dummydummy dummy dummy(D7-D0) A15-A8A15-A8A15-A8A15-A8A15-A8 A7-A0A7-A0A7-A0A7-A0A7-A0 D7-D0D7-D0 Byte6(Nextbyte) (D7-D0)(D7-D0)(D7-D0) Nextbyte n-Bytes(continuous) (continuous)(continuous)(continuous)(continuous) (continuous)(continuous) (continuous) Readmode对于Flashloader来说影响的是Compare和Verify的效率。
Read的CMD有ReadData，FastRead，QuadOutputFastRead，QuadI/OFastRead,QuadI/OWordFastRead等，如表4所示。
区别是在MCU和Flash通信过程中： •发CMD命令是几线；•发地址信息是几线；•数据交互是几线。
一般来说如果是4线的QSPINORFlash，推荐用1_4_4readmode。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 4/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 表
4.ReadCMDmodesCMDReadData(0x03)/FastReadQuadOutputFastReadQuadI/OFastRead 1_1_11_1_41_4_
4 Readmode EraseCMD除去ChipErase有三种：SectorErase，BlockErase(32K)，BlockErase(64K)。
Erase模式可以工作在SPImode，也可以工作在QPImode，一般工作在SPImode就行。
从擦的效率角度而言，擦除一块很大的区域，采用BlockErase比SectorErase更有效率。
ProgramCMD有两种，分别是PageProgram和QuadPageProgram，一般使用PageProgram就行。
影响Flashloader下载效率的因素除了Readmode，Erasemode,Programmode外，另一个重要的因素是Flash的时钟频率，但是这个因素对下载速度的影响是有限的，为了证明这一点做了如下实验。
a.在RT500EVK板子上，外部NORFlash更换为GD25LE64C，在IAR下面去调试一个事先准备好的Flashloader算法，利用MCU的系统时钟来统计擦写时长，擦写的区域为2MB的外部NORFlash空间。
为了保证实验结果的可对比性，Flash的起始地址一致，2MB的image使用同一份.bin文件。
EraseCMD使用的是BlockErase(64K)，ProgramCMD使用的是PageProgram，只改变Flexspi的CLK，可以得到如图3和图4所示结果。
•设Flexspi的CLK频率为30M，可以得到如下结果：擦写时长为12.624s。
图
3.Erase和Program时长•设Flexspi的CLK频率为100M，可以得到如下结果：擦写时长为12.005s。
应用笔记 图
4.Erase和Program时长基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 5/17 NXPSemiconductors 影响Flashloader下载速度的几个因素 因此得到的第一个结论是：Flash的工作频率对于擦写速度影响不大。
b.设Flexspi的CLK频率为100M，只将ProgramCMD方式从PageProgram变为QuadPageProgram，其他条件不变，可以得到如图5所示结果：擦写时长为11.952s。
图
5.Erase和Program时长 因此得到第二个结论是：Flash的Program模式对于写一个page的整个过程，速度影响不大。
c.通过Flash的datasheet可以找到这款flash的erase，program的typical值，如表5所示。
表
5.Erase和Program操作时长典型值 tPP PageProgrammingTime tSE SectorEraseTime tBE1 BlockEraseTime(32KBytes) tBE2 BlockEraseTime(64KBytes) tCE ChipEraseTime(GD25LE64C) 0.7
5 ms 90 600 ms 0.3 1.5 s 0.45 3.0 s 30 90 s 将理论值，IARdebug测试数据，和JLinkCommander测试数据进行比较，可以看到Flashloader算法在IAR中debug是非常接近甚至小于flash手册的typical值，但是当Flashloader算法被JlinkCommander调用时，擦写效率是非常低的，如表6所示。
表
6.Erase和Program操作时长对比 Toolchain Imagesize(MB) Erase(s) Program(s) mander
2 37.875 53.137 TestdataonIAR
2 7.208 5.416 Typicalvalue/Maximumvalue
2 14.4(typical)/96.0(max) 5.734(typical)/40.960(max) 因此得到的第三个结论是：影响Flashloader下载速度的最大瓶颈在于JlinkCommander对于Flashloader算法的调度，或者说是JlinkCommander与运行在MCU端的Flashloader程序之间的交互过程。
3.OpenFlashloader模型框架 从Flash本身已经找出了影响Flash下载速率的因素，那接下来就要了解Jlink通过SWD/JTAG接口对运行在MCU端的Flashloader的调度过程，具体主要是Compare，Erase，Program，Verify这几个部分。
上文提到，Flashloader可执行文件可以由Keil或者SEGGEREmbeddedStudio编译生成。
但是，Keil的Flashloader模型中Erase和Program函数接口对于下载效率来说是有局限的，因此推荐使用SEGGEREmbeddedStudio。
SEGGEREmbeddedStudio提供的OpenFlashloader模型提供了SEGGER_OPEN_Program和Program接口，SEGGER_OPEN_Program接口与传统的Program接口相比可以实现更高的吞吐量，如图6所示。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 6/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 图
6.Flashloaderprogram处理流程 同样，SEGGEREmbeddedStudio提供的OpenFlashloader也提供了SEGGER_OPEN_Erase和Erase接口，这里的Erase接口是用于擦除一个或多个sector的。
考虑到不同类型的Flash有不同的sectorsize，因此sectorsize是用户可配置的。
通过上文分析，擦除一块很大的区域，采用Block擦会比Sector擦更有效率，而Erase接口函数是用户自定义的，所以用户可以将OpenFlashloader中提供的sectorsize当作blocksize来使用，在底层代码中采用block去擦而不是sector擦，这会是一个提升erase效率的方案。
OpenFlashloader模型还提供了Verify，Read，Erase_Chip等API接口，另外针可以使能TURBOMode去优化下载算法，这些都是可以优化下载速度的切入点。
4Flashloader下载速度优化 本章节基于RT500EVK板子和RT1060EVKB板子来验证提升下载速度的一些优化策略。
为了比较Flashloader算法的优化结果，将RT500EVK板子和RT1060EVKB板子上的Flash都更换成IS25WP064。
表7是IS25WP064的datasheet中关于Erase和Program的理论值。
根据Typical值，对2MB的Flash空间进行SectorErase，BlockErase（64K）。
Program的典型时长分别为35.84s，4.8s，1.638s。
下面会将实验测试数据与理论数据进行比较。
当然，实际用JLink对Flash的下载过程中肯定还有其它操作的时长需要考虑进去。
表
7.IS25WP064Erase和Program操作时长典型值 Symboltec Parameter SectorEraseTime(4kB) BlockEraseTime(32kB) BlockEraseTime(64kB) ChipEraseTime 32MB64MB Min. Type Max. Unit 70 300 ms 0.1 0.5 s 0.15 1.0 s
8 23 s 16 45 下页继续 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 7/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 表
7.IS25WP064Erase和Program操作时长典型值(续上页) Symbol Parameter Min. Type Max. Unit 128MB 30 90 tpp PageProgramTime 0.2 0.8 ms 4.1基于RT500的Flashloader优化 Flashloader可执行文件由SEGGEREmbeddedStudio或Keil生成，Erase接口采用Erase接口，Program接口采用SEGGER_OPEN_Program接口。
IS25WP064的sectorsize为4KB，pagesize为256字节。
SEGGER_OPEN_Program可以一次加载多个page到RAM中进行缓存，这个数值是可以配置。
本实验中： •将SEGGER_OPEN_Program接口中的一个page大小定义为变量multi_page_size。
•将Program接口中的一个page大小定义为变量single_page_size。
•将Erase接口中每次擦的大小定义为变量single_erase_size。
•将Flexspi的CLK时钟设置为30M。
•擦的区域为[0x08000000，0x08200000]，大小为2MB。
具体测试如下：•Test1 —平台：Keil—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图
7.Test1 •Test2—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图
8.Test2应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 8/17 NXPSemiconductors •Test3—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：1kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable Flashloader下载速度优化 图
9.Test3 •Test4—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：4kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图10.Test4 •Test5—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：8kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图11.Test5 •Test6—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 9/17 NXPSemiconductors —Program接口：Program—single_page_size：16kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable Flashloader下载速度优化 图12.Test6 •Test7—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图13.Test7 •Test8—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：1kB—single_erase_size：4kB—TURBOMODE：Disable 图14.Test8 •Test9—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：256Byte—single_erase_size：4kB 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 10/17 NXPSemiconductors —TURBOMODE：Enable 图15.Test9•Test10 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Programinterface：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：32kB—TURBOMODE：Disable 图16.Test10•Test11 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Disable 图17.Test11•Test12 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Enable Flashloader下载速度优化 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 11/17 NXPSemiconductors 图18.Test12•Test13 —平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：16kB—single_erase_size：64kB—TURBOMODE：Enable 图19.Test13表
8.基于RT500EVKboard的Flashloader测试优化数据 Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 1Keil22SES23SES24SES25SES26SES27SES2 应用笔记 256B 4Disable Disable0.1728.24428.69054.7723.9170.00795.803 single 256B 4Disable Disable0.2432.55128.27048.2570.9890.02780.340 single 1kB 4Disable Disable0.2842.25728.41316.0890.9890.02848.063 single 4kB 4Disable Disable0.1882.23028.5248.5280.9850.03340.490 single 8kB 4Disable Disable0.1822.22428.6998.6770.9880.03940.811 single 16kB 4Disable Disable0.1902.32028.9699.1001.0250.05141.656 single 256B 4Enable Disable0.2342.33928.9818.6520.9850.05141.244 multiple 下页继续 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 12/17 NXPSemiconductors表
8.基于RT500EVKboard的Flashloader测试优化数据(续上页) Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 8SES29SES210SES211SES212SES213SES2 1kB 4Enable Disable0.2092.33629.0918.6660.9930.05241.350 multiple 256B 4Enable Enable0.2092.14026.9114.8380.9450.05135.097 multiple 4kB 32Enable Disable0.2162.3585.7988.9111.0040.05118.340 multiple 4kB 64Enable Disable0.2142.1983.9478.7720.9900.05116.175 multiple 4kB 64Enable Enable0.2362.0733.8804.0210.9530.05211.218 multiple 16kB 64Enable Enable0.2292.0673.8653.6510.9530.07610.844 multiple 通过表8的实验数据可以得到下面这几个结论：
1.SEGGEREmbeddedStudio生成的Flashloader比Keil生成的Flashloader下载效率更高。
2.使用Program接口，提高每次加载到RAM的PageSize对下载速度的提升是有限的。
3.特别需要说明的是Flash的Program或SEGGER_OPEN_Program接口中写Flash是以一个Page为单位的，实验中改变了single_page_size或multi_page_size影响的是JLink往MCU内存中每一次加载缓存的大小，最终底层的Program操作一定是以一个Page为单位的。
SEGGER_OPEN_Program接口比Program接口提升的地方在于JLink往MCU内存中每次加载的缓存大小是原来每次加载缓存大小的数倍。
4.开启TURBOMode对Flashloader下载速度的提升是显著的，因此推荐用户开启这个功能。
5.当使用SEGGER_OPEN_Program接口并开启TURBOMode的情况下，multi_page_size越大，program的速度越快。
一般推荐用户将multi_page_size设为4kB.
6.Erase接口本文没有推荐使用SEGGER_OPEN_Erase接口，因为提升Erase速度的关键在于用BlockErase方案替代SectorErase方案。
不过这有局限： •用户擦的Flash区域足够大（最好是数倍的BlockSize） •下载的Flash起始地址是blocksize大小对齐的。
如果满足不了这两个条件也没关系，解决方案是single_erase_size大小还是采用blocksize，但在底层Erase驱动中通过算法将被擦的区域拆分成多个block加多个sector的组合，然后分别调用Block_Erase、Sector_Erase底层驱动去操作。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 13/17 NXPSemiconductors Flashloader下载速度优化 4.2基于RT1060的Flashloader优化 本小节以RT1060EVKB板子和外部NORFlash来测试不同策略下的Flashloader下载速度，RT1060EVKB板子上的默认Flash型号也是IS25WP064。
有了基于RT500的Flashloader优化中的结论，本节跳过基于RT500的Flashloader优化中的实验直接拿优化结论进行优化。
将Flexspi的时钟设置为30M。
擦的区域为[0x60000000，0x60800000]，大小为8MB。
具体测试如下： •Test1—平台：Keil—Erase接口：Erase—Program接口：Program—single_page_size：256Byte—single_erase_size：4KB—TURBOMODE：Disable 图20.Test1 •Test2—平台：SEGGEREmbeddedStudio（SES）—Erase接口：Erase—Program接口：SEGGER_OPEN_Program—multi_page_size：4KB 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 14/17 NXPSemiconductors—single_erase_size：64KB—TURBOMODE：Enable 图21.Test2表
9.基于RT1060EVKBboard的Flashloader测试优化数据 Flashloader下载速度优化 TestGenerate toolImagesize (MB)Singleerase size(kB)Openprogram interfaceProgramsize/ PagemodeTurbomode Prepare(s) Compare(s) Erase(s) Program(s) Verify(s) Restore(s) Total(s) 1Keil22SES2 4Disable256BDisable0.02232.381126.37219.6315.7160.010394.14 single
4 8
3 64Enable4KBEnable0.2392.32616.37320.8971.0060.05340.896multiple 当使用SEGGER_OPEN_Program接口，开启TURBOMode，设置multi_page_size为4KB，Erase采用BlockErase方案时，下载速度提升是非常显著的,具体数据如表9所示。
4.3Flashloader下载速度优化结果 表10是Flashloader在RT500EVK和RT1060EVKB的下载速度优化结果，可以看到优化后的下载速度分别是原来没优化过的8.5倍和9.6倍，效果非常明显，实验结果证明优化策略是可行的。
表10.基于RT500和RT1060上的Flashloader下载速度优化结果 RTplatform Promotion TestImagesize PrepareCompareErase ProgramVerifyRestoreTotal RT500 No
1 optimization Optimized 12 2MB2MB 0.172s8.244s0.236s2.073s 28.690s54.772s3.917s0.007s95.803s3.880s4.021s0.953s0.052s11.218s Promotion 398% 739% 1362%411% 854% No
1 optimization RT1060Optimized
2 8MB0.022s32.381s126.374s219.638s15.716s0.010s394.143s8MB0.239s2.326s16.373s20.897s1.006s0.053s40.896s Promotion 1392%772% 1051%1562% 964% Erase和Program的提升已经介绍的很详细了，这里要说明的是Compare和Verify。
显然从表10可以看到，Compare和Verify在RT1060上提升的效率比RT500还要高很多，影响它们的主要因素是MCU读取Flash数据到内部RAM的性能差异，因为RT1060是Cortex-M7内核，而RT500是Cortex-M33内核，RT1060有32kB、L1级别的I-cache和D-cache以及主频更高（600M），这对Flash的读取效率会有很大的提升。
应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 15/17 NXPSemiconductors 参考资料 另外要说明的是，测试中使用的Flashloader算法能够自动识别并支持大部分NORFlash，同时也支持所有的i.MXRT平台，该算法用于RT-UFL（RT-UFL是一个适用全平台i.MXRT的通用Flash下载算法项目，涵盖绝大部分Flash型号）中，已经得到了广泛验证。
更多详情，请参考/JayHeng/RT-UFL。
5参考资料
1.SEGGEROpenFlashloader2.MIMXRT500-EVKSchematic(RevE1)
3.MIMXRT1060-EVKBSchematic(RevB)
4.GD25LE64CDataSheet5.IS25WP064ADataSheet6.RT-UFL 6修订记录 版本号
0 发布日期2022年2月18日 初次发布 说明 应用笔记 基于JLink的RTFlashloader下载速度优化,版本0,2022年2月18日 16/17 HowToReachUsHomePage:WebSupport:/support Limitedwarrantyandliability—InformationinthisdocumentisprovidedsolelytoenablesystemandsoftwareimplementerstouseNXPproducts.Therearenoexpressorimpliedcopyrightlicensesgrantedhereundertodesignorfabricateanyintegratedcircuitsbasedontheinformationinthisdocument.NXPreservestherighttomakechangeswithoutfurthernoticetoanyproductsherein. NXPmakesnowarranty,representation,orguaranteeregardingthesuitabilityofitsproductsforanyparticularpurpose,nordoesNXPassumeanyliabilityarisingoutoftheapplicationoruseofanyproductorcircuit,andspecificallydisclaimsanyandallliability,includingwithoutlimitationconsequentialorincidentaldamages.“Typical”parametersthatmaybeprovidedinNXPdatasheetsand/orspecificationscananddovaryindifferentapplications,andactualperformancemayvaryovertime.Alloperatingparameters,including“typicals,”mustbevalidatedforeachcustomerapplicationbycustomer'stechnicalexperts.NXPdoesnotconveyanylicenseunderitspatentrightsnortherightsofothers.NXPsellsproductspursuanttostandardtermsandconditionsofsale,whichcanbefoundatthefollowingaddress:/SalesTermsandConditions. Righttomakechanges-NXPSemiconductorsreservestherighttomakechangestoinformationpublishedinthisdocument,includingwithoutlimitationspecificationsandproductdescriptions,atanytimeandwithoutnotice.Thisdocumentsupersedesandreplacesallinformationsuppliedpriortothepublicationhereof. Security—CustomerunderstandsthatallNXPproductsmaybesubjecttounidentifiedordocumentedvulnerabilities.Customerisresponsibleforthedesignandoperationofitsapplicationsandproductsthroughouttheirlifecyclestoreducetheeffectofthesevulnerabilitiesoncustomer’sapplicationsandproducts.Customer’sresponsibilityalsoextendstootheropenand/orproprietarytechnologiessupportedbyNXPproductsforuseincustomer’sapplications.NXPeptsnoliabilityforanyvulnerability.CustomershouldregularlychecksecurityupdatesfromNXPandfollowupappropriately.Customershallselectproductswithsecurityfeaturesthatbestmeetrules,regulations,andstandardsoftheintendedapplicationandmaketheultimatedesigndecisionsregardingitsproductsandissolelyresponsiblepliancewithalllegal,regulatory,andsecurityrelatedrequirementsconcerningitsproducts,regardlessofanyinformationorsupportthatmaybeprovidedbyNXP.NXPhasaProductSecurityIncidentResponseTeam(PSIRT)(reachableatPSIRT@)thatmanagestheinvestigation,reporting,andsolutionreleasetosecurityvulnerabilitiesofNXPproducts. NXP,theNXPlogo,NXPSECURECONNECTIONSFORASMARTERWORLD,COOLFLUX,EMBRACE,GREENCHIP,HITAG,ICODE,JCOP,LIFE,VIBES,MIFARE,MIFARECLASSIC,MIFAREDESFire,MIFAREPLUS,MIFAREFLEX,MANTIS,MIFAREULTRALIGHT,MIFARE4MOBILE,MIGLO,NTAG,ROADLINK,SMARTLX,SMARTMX,STARPLUG,TOPFET,TRENCHMOS,UCODE,Freescale,theFreescalelogo,AltiVec,CodeWarrior,ColdFire,ColdFire+,theEnergyEfficientSolutionslogo,is,Layerscape,MagniV,mobileGT,PEG,PowerQUICC,ProcessorExpert,QorIQ,QorIQQonverge,SafeAssure,theSafeAssurelogo,StarCore,Symphony,VortiQa,Vybrid,Airfast,BeeKit,BeeStack,CoreNet,Flexis,MXC,PlatforminaPackage,QUICCEngine,Tower,TurboLink,EdgeScale,EdgeLock,eIQ,andImmersive3DaretrademarksofNXPB.V.Allotherproductorservicenamesarethepropertyoftheirrespectiveowners.AMBA,Arm,Arm7,Arm7TDMI,Arm9,Arm11,Artisan,big.LITTLE,Cordio,CoreLink,CoreSight,Cortex,DesignStart,DynamIQ,Jazelle,Keil,Mali,Mbed,MbedEnabled,NEON,POP,RealView,SecurCore,Socrates,Thumb,TrustZone,ULINK,ULINK2,ULINK-ME,ULINK-PLUS,ULINKpro,µVision,VersatilearetrademarksorregisteredtrademarksofArmLimited(oritssubsidiaries)intheUSand/orelsewhere.Therelatedtechnologymaybeprotectedbyanyorallofpatents,copyrights,designsandtradesecrets.Allrightsreserved.OracleandJavaareregisteredtrademarksofOracleand/oritsaffiliates.ThePowerArchitectureandwordmarksandthePowerandlogosandrelatedmarksaretrademarksandservicemarkslicensedby.M,MMobileyeandotherMobileyetrademarksorlogosappearinghereinaretrademarksofMobileyeVisionTechnologiesLtd.intheUnitedStates,theEUand/orotherjurisdictions. ©NXPB.V.2022. Allrightsreserved. Formoreinformation,pleasevisit:Forsalesofficeaddresses,pleasesendanemailto:salesaddresses@ Dateofrelease:2022年2月18日Documentidentifier:AN13567
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