嵌入式開發的最后階段是要將成果產品化，要交付工廠量產。對于NXP i.MXRT系列的芯片來說，除了要交付給工廠項目固件外，還需要工廠寫OTP區域來配置芯片啟動方式或者開啟芯片的安全功能。離線編程器燒寫固件和OTP的方法有多種，如ISP，SWD或者Jtag等。

今天就為大家介紹下，如何讓離線編程器利用SWD接口燒寫OTP。

編寫OTP燒寫算法

直接操作寄存器來寫OTP的過程很繁瑣。很多編程器借助Flash燒寫算法來燒寫Flash，我們也可以借助燒寫Flash的方法來燒寫OTP。 本加油站曾經有一篇《編寫Keil的自定義Flash燒寫算法FLM》，在這篇文章中，作者介紹了如何利用Keil來編寫Flash燒寫算法。 編寫OTP燒寫算法的方法和編寫Flash燒寫算法的方法一樣，只需要復用接口函數Init和UnInit，新增接口OTPWrite。和Flash相關的操作函數可以直接刪掉。OTP的燒寫算法接口聲明如下：

int Init (unsigned long adr, unsigned long clk, unsigned long fnc);

int UnInit (unsigned long fnc);

int OTPWrite (unsigned long idx, unsigned long value);

每個燒寫算法接口函數都是對應OTP驅動函數的封裝。下面是這3個接口函數的參考實現：

int Init (unsigned long adr, unsigned long clk, unsigned long fnc) {
    BOARD_BootClockRUN();
#if (defined(FSL_FEATURE_OCOTP_HAS_TIMING_CTRL) && FSL_FEATURE_OCOTP_HAS_TIMING_CTRL)
    OCOTP_Init(OCOTP, CLOCK_GetFreq(kCLOCK_IpgClk));
#else
    OCOTP_Init(OCOTP, 0U);
#endif
    return (0);              
}

int OTPWrite (unsigned long idx, unsigned long value) {
    status_t status = kStatus_Success;
    status = OCOTP_WriteFuseShadowRegister(OCOTP, idx, value);
    return (kStatus_Success == status) ? (0) : (1);
}

int UnInit (unsigned long fnc) {
    OCOTP_Deinit(OCOTP);
    return (0);
}

以OCOTP_開頭的函數是OTP driver接口。函數BOARD_BootClockRUN的具體實現請查看SDK內OTP driver的示例。

提取算法代碼

Keil MDK生成的后綴為FLM的算法文件實質上是一段與地址無關的代碼。對于下載器來說，一種簡單的使用方法是把文件內的相關函數指令提取出來。這里需要用到開源項目pyocd里的python腳本FlashAlgo。該項目github地址為：

https://github.com/pyocd/FlashAlgo

FlashAlgo默認會從符號表里查找EraseSector等函數名。所以我們需要做一點改動，把flash相關操作的函數名換成OTP相關操作的函數名。

文件flash_algo.py中集合REQUIRED_SYMBOLS改動如下：

    REQUIRED_SYMBOLS = set([
        "Init",
        "UnInit",
        "OTPWrite", # EraseSector
    ])

文件generate_blobs.py中列表TEMPLATES改動如下：

TEMPLATES = [
    ("c_blob.tmpl", "c_blob.c"),
]

c_blob.tmpl在文件夾templates中，將program_target_t改名為program_ocotp_t，并將其中和flash相關的Erase、Program等項刪掉，新增OTPWrite，新增項如下：

static const program_ocotp_t ocotp = {

[...]

{{'0x%08x' % (algo.symbols['OTPWrite'] + header_size + entry)}}, // OTPWrite

[...]

｝

在執行腳本之前，先安裝python依賴的第三方庫，命令行如下：

pip install requirements.txt

執行腳本的命令行如下：

python generate_blobs.py --blob_start 0x20000000otp_prog.FLM

這里的0x20000000是將要運行算法的目標RAM地址，讀者可以根據芯片RAM位置配置。otp_prog.FLM為上一小節Keil MDK編譯出來的ＦＬＭ文件。c_blob.c是生成的包含燒寫算法及相關信息的文件。

燒寫OTP

要通過SWD燒寫OTP，就需要實現一個SWD時序協議。ARM公司的開源項目DAPLINK實現了支持arm cortex系列MCU的SWD時序協議。具體的實現在文件swd_host.c內。

該項目地址是https://github.com/armmbed/daplink

這里我們使用swd_host.c中的接口來演示如何燒寫OTP。和OTP相關的操作接口函數主要有兩個：

uint8_t swd_write_memory(uint32_t address, uint8_t *data, uint32_t size)；

uint32_t swd_flash_syscall_exec(const program_syscall_t *sysCallParam, uint32_t entry, uint32_t arg1, uint32_t arg2, uint32_t arg3, uint32_t arg4, flash_algo_return_t return_type)；

調用OTP算法需要的主要參數在文件c_blob.c中的結構體program_ocotp_t。我們仿照DAPLINK中program_target_t給出program_ocotp_t的聲明：

typedef struct {

    const uint32_t  init;

    const uint32_t  uninit;

    const uint32_t  OCOTPWrite;

    const program_syscall_t sys_call_s;

    const uint32_t  program_buffer;

    const uint32_t  algo_start;

    const uint32_t  algo_size;

    const uint32_t *algo_blob;

    const uint32_t  program_buffer_size;

} program_ocotp_t;

調用swd_write_memory來下載燒寫算法到目標地址的示例代碼如下：

swd_write_memory(ocotp.algo_start, (uint8_t *)ocotp.algo_blob, ocotp.algo_size);

調用OTP模塊初始化函數的示例代碼如下:

swd_flash_syscall_exec(&ocotp.sys_call_s, ocotp.init, 0, 0, 0, 0, FLASHALGO_RETURN_BOOL) ;

調用OTP模塊寫fuse函數的示例代碼如下：

swd_flash_syscall_exec(&ocotp.sys_call_s, ocotp.OTPWrite, fuse_idx, fuse_value, 0, 0, FLASHALGO_RETURN_BOOL);

到此，利用SWD燒寫OTP就介紹完了。

如果讀者熟悉燒寫flash的流程，會發現燒寫OTP和燒寫flash沒有差別。

OTP的值可以放在編程器的配置文件中，和固件存儲在一起。要想保護OTP的值，可以將它們存儲在硬件安全模塊（HSM）中。筆者參與的基于RT1020的離線編程器采用了文章中描述的方法燒寫OTP。該項目預計明年初會以應用筆記的方式發布在恩智浦官網。

限于篇幅，腳本中有些和flash相關的域我沒有刪掉，相信聰明的讀者可以自行完成。

審核編輯：湯梓紅出處。