基于 JLink 的 RT 系列 Flashloader 下载速度优化,核心是针对 Erase(擦除)和 Program(编程)两大耗时环节,通过工具链选型、接口优化、模式配置三重手段,可使下载速度提升 8.5-9.6 倍,大幅提升调试与量产效率。本文基于 NXP 官方应用笔记 AN13567,详解优化原理、关键策略及 RT500/RT1060 平台实操方案。
下载过程中,Erase 和 Program 占总耗时的 90% 以上,是优化核心;Compare、Verify 耗时占比小,Prepare 和 Restore 可忽略,具体如下(以 2MB 映像为例):
| 环节 |
耗时(s) |
占比 |
核心说明 |
| Erase |
37.875 |
36.7% |
扇区 / 块擦除效率关键 |
| Program |
53.137 |
51.5% |
单页 / 多页编程缓存影响大 |
| Compare |
8.112 |
7.9% |
读取 Flash 数据比对 |
| Verify |
3.908 |
3.8% |
数据完整性校验 |
| Prepare |
0.138 |
0.1% |
初始化准备 |
| Restore |
0.007 |
0.01% |
恢复环境 |
1.2 关键影响因素
- 操作模式:Erase 支持 Sector(4KB)、Block(32KB/64KB)擦除,Block 擦除效率远高于 Sector;Program 支持单页(256B)、多页缓存编程,多页缓存可减少交互次数。
- 工具链差异:SEGGER Embedded Studio(SES)生成的 Flashloader 效率优于 Keil,支持多页编程接口与 TURBO Mode。
- 交互瓶颈:JLink 与 MCU 端 Flashloader 的调度交互是主要瓶颈,优化接口可减少通信开销。
- 时钟频率:Flash 工作时钟(如 FlexSPI CLK)对速度影响有限(30MHz 与 100MHz 差异仅 5%)。
2. 核心优化策略
2.1 工具链选型:优先 SEGGER Embedded Studio
- 优势:无需商业 license(Open Flashloader 例外),支持 Cortex-M/A/R、RISC-V 多内核,提供高效编程 / 擦除接口。
- 替代 Keil:Keil 需 license 且仅支持 Cortex-M,单页编程接口效率低,不推荐用于大映像下载。
2.2 接口优化:启用高效编程与擦除接口
编程接口:SEGGER_OPEN_Program(替代 ProgramPage)
- 核心优势:支持多页数据缓存(可配置 256B-16KB),减少 JLink 与 MCU 的交互次数,吞吐量提升显著。
- 配置建议:multi_page_size 设为 4KB(兼顾效率与内存占用)。
擦除接口:Block Erase(替代 Sector Erase)
- 核心优势:64KB Block Erase 比 4KB Sector Erase 效率提升 8-10 倍,2MB 映像擦除耗时从 28.97s 降至 3.88s。
- 兼容处理:若擦除区域未对齐 Block Size,底层算法拆分 “Block+Sector” 组合擦除。
2.3 模式配置:开启 TURBO Mode
- 功能:减少 JLink 与 Flashloader 的冗余交互,进一步压缩 Program 耗时(2MB 映像编程耗时从 8.67s 降至 4.02s)。
- 启用方式:在 SEGGER Embedded Studio 的 Flashloader 配置中勾选 “TURBO MODE”。
三、平台实操案例
3.1 RT500 平台优化配置(Flash:IS25WP064)
| 优化项 |
配置参数 |
优化效果(2MB 映像) |
| 工具链 |
SEGGER Embedded Studio |
总耗时从 95.8s 降至 11.2s |
| 编程接口 |
SEGGER_OPEN_Program |
编程耗时从 54.8s 降至 4.0s |
| 擦除接口 |
Block Erase(64KB) |
擦除耗时从 28.7s 降至 3.9s |
| multi_page_size |
4KB |
缓存效率最优 |
| TURBO Mode |
启用 |
额外压缩 20% 编程耗时 |
| 优化项 |
配置参数 |
优化效果(8MB 映像) |
| 工具链 |
SEGGER Embedded Studio |
总耗时从 394.1s 降至 40.9s |
| 编程接口 |
SEGGER_OPEN_Program |
编程耗时从 219.6s 降至 20.9s |
| 擦除接口 |
Block Erase(64KB) |
擦除耗时从 126.4s 降至 16.4s |
| multi_page_size |
4KB |
适配 Cortex-M7 内核缓存 |
| TURBO Mode |
启用 |
兼容 L1 缓存提升读取效率 |
3.3 通用实操步骤
- 工具准备:安装 SEGGER Embedded Studio(7.54d 及以上)、JLink 驱动。
- Flashloader 生成:基于 Open Flashloader 模板,实现 SEGGER_OPEN_Program、Block Erase 接口。
- 配置文件:在 JLink 安装目录
DeviceNXP下添加设备 XML,指定优化后的 Flashloader(.elf/.FLM)。
- 下载测试:通过 JLink Commander 或 IDE 调用 Flashloader,验证下载速度。
4. 优化效果总结
- 速度提升:RT500 平台优化后速度为原版本的 8.5 倍,RT1060 平台达 9.6 倍。
- 核心收益:2MB 映像下载从 95.8s 压缩至 11.2s,8MB 映像从 394.1s 压缩至 40.9s,量产效率提升显著。
- 兼容性:优化后的 Flashloader 支持多数 NOR Flash(如 GD25LE64C、IS25WP064),适配全系列 i.MX RT 平台。