SPI Flash 和片外 SPI RAM 配置 ============================= :link_to_translation:`en:[English]` 本文档提供配置 SPI flash 和片外 SPI RAM 的指南，还详细说明了支持的频率和模式组合，以及错误处理。 术语表 ------ .. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 20 80 :align: center * - 术语 - 定义 * - **SPI** - 串行外设接口 * - **MSPI** - 存储器 SPI 外设，专用于存储器的 SPI 外设 * - **SDR** - 单倍数据传输速率 (SDR)，也被称为 STR（单次传输速率） * - **DDR** - 双倍数据传输速率 (DDR)，也被称为 DTR（双次传输速率） * - **行模式** - 在 SPI 事务的数据阶段，用来传输数据的信号数量。例如，4 位模式下，数据阶段的速度为每个时钟周期内加载 4 位数据。 * - **FxRx** - F 代表 flash，R 代表 PSRAM，x 代表行模式。例如，F4R4 指的是具有四线 flash 和四线 PSRAM 的 {IDF_TARGET_NAME}。 .. note:: 在 {IDF_TARGET_NAME}上，MSPI 代表 SPI0/1，SPI0 和 SPI1 共享一个公共 SPI 总线。主 flash 和 PSRAM 连接到 MSPI 外设，CPU 通过 Cache 访问它们。 .. _flash-psram-configuration: 如何配置 Flash 和 PSRAM ----------------------- 运行 ``idf.py menuconfig``，打开配置菜单。 配置 Flash ^^^^^^^^^^ 在 ``Serial flasher config`` 菜单下，可以找到 flash 相关的配置。 1. 选择在板上使用的 flash 类型。如果是八线 flash，请选择 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_OCT_FLASH`；如果是四线 flash，则不必选择此配置。 2. 选择 flash 的行模式。在 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHMODE` 中选择行模式，线模式越高，SPI 速度越快。有关行模式的术语，请参阅上述术语表。 3. 选择 flash 的采样模式。在 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_FLASH_SAMPLE_MODE` 中选择采样模式，DDR 模式比 SDR 模式速度更快。有关 SDR 和 DDR 模式的术语，请参阅上述术语表。 4. 选择 flash 的速度。在 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHFREQ` 中选择 flash 频率。 5. 选择 flash 的大小。在 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE` 中选择 flash 的大小，以兆字节为单位。 配置 PSRAM ^^^^^^^^^^ 要启动 PSRAM，请在 ``Component config / Hardware Settings`` 菜单下启用 :ref:`CONFIG_SPIRAM`。在 ``SPI RAM config`` 菜单下可以看到所有与 PSRAM 相关的配置。 1. 选择在板上使用的 PSRAM 类型。在 :ref:`CONFIG_SPIRAM_MODE` 中可以选择四线或八线 PSRAM。 2. 选择 PSRAM 的速度。在 :ref:`CONFIG_SPIRAM_SPEED` 中选择 PSRAM 的频率。 .. note:: 应根据实际硬件选择 flash 和 PSRAM 的配置 1。 如果要重置上述配置： - flash 和 PSRAM 共享相同的内部时钟。 - 四线 flash 仅支持 STR 模式。八线 flash 在 OPI 模式下可能支持 STR/DTR 模式中的一种或两种，具体取决于 flash 的型号和供应商。 - 四线 PSRAM 仅支持 STR 模式，而八线 PSRAM 仅支持 DTR 模式。 因此，在选择 flash 的配置 2、3、4 以及 PSRAM 的配置 2 时，应留意上述限制。更多信息请参阅 :ref:`所有支持的模式和速度 `。 .. note:: 如果配有八线 flash 的开发板在第二阶段引导加载程序之前复位，请参考 :ref:`错误处理章节 `。 .. _flash-psram-combination: 所有支持的模式和速度 -------------------- .. note:: 在 MSPI DDR 模式下，数据在正边沿和负边沿都会被采样。例如，将 flash 设置为 80 MHz，DDR 模式，则 flash 的最终速度为 160 MHz，比直接将 flash 设置为 120 MHz，STR 模式更快。 .. important:: 120 MHz DDR 模式为实验性功能，仅在启用下述选项时才能实现： - :ref:`CONFIG_IDF_EXPERIMENTAL_FEATURES` 通过上述步骤，就能看到 120 MHz 的选项。 风险： 如果芯片在某个温度下上电，当温度上升或下降超过 20 摄氏度后，访问 PSRAM/flash 或是从 PSRAM/flash 获取数据的操作将随机崩溃，而 flash 访问的崩溃将导致程序崩溃。 请注意，20 摄氏度并不是一个完全准确的数字，这个值在不同芯片间可能会有所不同。 .. note:: PSRAM 在 120M 运行时需要相位点校准算法。相位点设置与启动时的温度有关。当芯片运行期间温度大幅上升（下降）时，PSRAM 可能会出现读写错误。为解决这一问题，可以使能 :ref:`CONFIG_SPIRAM_TIMING_TUNING_POINT_VIA_TEMPERATURE_SENSOR`，根据温度值动态调整 PSRAM 相位点。这将创建一个任务，每隔 :ref:`CONFIG_SPIRAM_TIMING_MEASURE_TEMPERATURE_INTERVAL_SECOND` 秒测量一次温度，并相应调整 PSRAM 相位点。 F8R8 硬件 ^^^^^^^^^ .. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 20 30 20 30 :align: center * - 组别 - Flash 模式 - 组别 - PSRAM 模式 * - A - 120 MHz DDR - A - 120 MHz DDR * - A - 120 MHz SDR - A - * - B - 80 MHz DDR - B - 80 MHz DDR * - C - 80 MHz SDR - C - 40 MHz DDR * - C - 40 MHz DDR - C - * - C - < 40 MHz - C - * - D - - D - 禁用 1. 组别 A 中的 flash 模式与组别 A/D 中的 PSRAM 模式配对。 2. 组别 B/C 中的 flash 模式与组别 B/C/D 中的 PSRAM 模式配对。 F4R8 硬件 ^^^^^^^^^ .. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 20 30 20 30 :align: center * - 组别 - Flash 模式 - 组别 - PSRAM 模式 * - A - 120 MHz SDR - A - 120 MHz DDR * - B - 80 MHz SDR - B - 80 MHz DDR * - C - 40 MHz SDR - C - 40 MHz DDR * - C - 20 MHz SDR - C - * - D - - D - 禁用 1. 组别 A 中的 flash 模式与组别 A/D 中的 PSRAM 模式配对。 2. 组别 B/C 中的 flash 模式与组别 B/C/D 中的 PSRAM 模式配对。 F4R4 硬件 ^^^^^^^^^ .. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 20 30 20 30 :align: center * - 组别 - Flash 模式 - 组别 - PSRAM 模式 * - A - 120 MHz - A - 120 MHz * - B - 80 MHz - B - 80 MHz * - C - 40 MHz - C - 40 MHz * - C - 20 MHz - C - * - D - - D - disable 1. 组别 A 中的 flash 模式 与组别 A/C/D 的 PSRAM 模式配对。 2. 组别 B 中的 flash 模式 与组别 B/C/D 的 PSRAM 模式配对。 3. 组别 C 中的 flash 模式 与组别 A/B/C/D 的 PSRAM 模式配对。 .. _flash-psram-error: 错误处理 -------- 1. 如果配有八线 flash 的开发板在第二阶段引导加载程序之前复位: .. code-block:: c ESP-ROM:esp32s3-20210327 Build:Mar 27 2021 rst:0x7 (TG0WDT_SYS_RST),boot:0x18 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) Saved PC:0x400454d5 SPIWP:0xee mode:DOUT, clock div:1 load:0x3fcd0108,len:0x171c ets_loader.c 78 这可能意味着必要的 efuse 未得到正确烧录。请使用命令 ``espefuse.py summary``，检查芯片的 eFuse 位。 ROM 引导加载程序可通过 eFuse 位 ``FLASH_TYPE`` 将 flash 复位为默认模式（SPI 模式）。如果未烧录此位，且 flash 处于 OPI 模式，则 ROM 引导加载程序可能无法从 flash 中读取并加载以下图像。 2. 如果启用 :ref:`CONFIG_ESPTOOLPY_OCT_FLASH` 后出现如下错误日志： .. code-block:: c Octal Flash option selected, but EFUSE not configured! 这意味着： - 要么当前正在使用配有四线 flash 的开发板， - 要么当前正在使用带有八线 flash 的板，但未烧录 eFuse 位 ``FLASH_TYPE``。乐鑫保证在制造模组时烧录此位，但如果模组由其他公司制造，则可能遇到上述情况。 以下是烧录 eFuse 位的方法： .. code-block:: python idf.py -p PORT efuse-burn --do-not-confirm FLASH_TYPE 1 .. note:: 此步骤不可逆，请确保使用配有八线 flash 的开发板。