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[信息] STM32N6 如何配置EMMC启动

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STM新闻官 发表于 2025-11-2 09:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
boot, eMMC, sd, DM, AC, STM32N6
本帖最后由 STM新闻官 于 2025-11-2 09:22 编辑

1. 引言
ST官方手册UM3234“How to proceed with boot ROM on STM32N6 MCUs”中对STM32N6的各种启动模式进行了详细的介绍，但客户在使用STM32N6配置eMMC启动过程中仍会遇到了一些问题。本文重点介绍eMMC启动配置，涉及到了常见的STM32N6 eMMC启动配置中的问题，供大家参考。

2. BootROM
STM32N6（内核为Arm-Cortex-M55）没有内置Flash，上电复位后，首先执行BootROM代码，BootROM根据配置确定启动源及启动顺序。BootROM代码固化在STM32N6中的ROM中，是多级启动序列的第一级，它根据检测到的启动类型，执行BootROM代码的不同分支。STM32N6的启动类型根据Boot Mode的设置不同，分为Flash Boot 和Serial Boot。Flash Boot 需要将Boot0 设置为1，Boot1设置为0，支持的Flash设备包括sNOR，HyperFlash，SD 卡与eMMC 。Serial Boot则需要将Boot0和Boot1都设置为0，包括USB Boot和UART Boot，对于Serial Boot本文不做讨论，只重点讨论属于Flash Boot的eMMC 启动设置。

3. eMMC启动
3.1. Boot Mode设置 首先我们需要确定STM32N6 Boot Mode，对于eMMC启动，属于Flash Boot，需要将Boot0设置为1，Boot1设置为0。参见下表1，其中列出了更多Boot Mode的设置细节。
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3.2. Flash Boot Source 设置 eMMC启动需要设置BOOTROM_CONFIG_2（OTP11），其中BOOTROM_CONFIG_2[8 :5]是flash_boot_source 的选项，如下表2所示。设置为2时，从SDMMC1外设启动，设置为8时，从SDMMC2启动。
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需要注意的是，STM32N6有多种封装。STM32N6xxX0（264 Pins）和STM32N6xxL0（223 Pins）有两个SDMMC接口；STM32N6xxB0（198 Pins）和STM32N6xxI0（178 Pins）只有一个SDMMC接口（SDMMC1），即只能从SDMMC1启动；而STM32N6xxA0（169 Pins），STM32N6xxZ0（142 Pins）没有一个SDMMC接口，不能从eMMC启动。 SDMMC1/2在Boot器件使用1根数据线（SDMMC_D0）、CMD及CK与eMMC设备交互。具体如下表3所示。

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3.3. VDDIO与HSLV设置 STM32N6中，VDDIO4/5是独立的外部供电，VDDIO4对PC[1], PC[12:6], 和PH[9,2]十个 I/O供电，VDDIO5对PC[0], PC[5:2], 和 PE[4]六个 I/O供电，这些管脚与SDMMC外设相关。VDDIO4 对应SDMMC1，VDDIO5 对应SDMMC2（见前表3）。关于电源管理部分，请参阅RM0486 第13章Power Control部分。这里当供电电压VDDIO采用1.8V时，需要注意使能 HCONF1（OTP124）中的HSLV_VDDIO4或/和HSL_VDDIO5以激活HSLV（高速低压模式），详见下表4。
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3.4. SDMMC外设设置 STM32N6 BootROM代码首先会对SDMMC1或SDMMC2接口进行设置，SDMMC1与SDMMC2配置相同，具体见下表5。
图5. STM32N6 BootROM 针对eMMC 启动的SDMMC 设置
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3.5. eMMC设备设置与时序 STM32N6 上电复位后BootROM会发送 GO_PRE_IDLE_STATE命令（参数为0xF0F0F0F0 的CMD0，eMMC设备EXT_CSD[162] 可以保持默认，不用设置RST_n_ENABLE）。eMMC设备如果设置了BOOT_PARTITION_ENABLE，则识别并进入引导模式（5种操作模式之一）。STM32N6（主机）发送CMD0后，需要eMMC设备给出应答（ACK）。eMMC设备在CMD线拉低50ms之内给出应答（010）之后，开始准备引导数据，并遵循eMMC规范，STM32N6支持V5.1，在CMD线拉低1秒之内，开始在数据线上向主机发送第一个引导数据。主机必须保持CMD线为低以读取所有引导数据。eMMC设备引导流程如下图1所示（摘自eMMC 规范V5.1）
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STM32N6 eMMC Boot不支持DDR数据传输，也不支持HS200模式，仅支持SDR数据传输，在该单倍数据率模式（SDR）下，设备数据输出和主机采样都在时钟上升沿完成。eMMC具体时序图如下图2所示（摘自eMMC spec V5.1）：
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eMMC设备启动应答模式如下图3所示：  

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备注：图1，图2，图3均摘自eMMC规范。 要实现上述时序，需要对eMMC设备进行相应配置。下表6中列出了主要的eMMC设备相关寄存器的设置。
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当完成所有配置后，则可以进行启动测试。测试前需要将FSBL烧录到eMMC。FSBL或应用中可以对SDMMC设置进行修改，比如使用4线通信（取决于硬件设计）及高速模式等，以提升eMMC设备数据分区的读写速度。

4. 小结
ST 官方手册UM3234对STM32N6的各种启动模式已有详细介绍，基于给客户快速开发参考的目的，本文针对eMMC启动设置，结合规范进行了一个专题介绍。其中并没有对规范进行过多的介绍，需要的客户可以参阅JEDEC STANDARD，Embedded MultiMedia Card (e•MMC) Electrical Standard (V5.1)。
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