gantt
    title MCUBootUtility Release Plan
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section Formal Release
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NXP MCU Boot Utility

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对于MCUBootUtility，MCUBootFlasher（RT-Flash）工具，有任何使用上的问题，可以在《痞子衡嵌入式》博客下留言，也可以扫码加入QQ交流群。  

1 软件概览

1.1 介绍

NXP-MCUBootUtility是一个专为NXP MCU安全加密启动而设计的工具，其特性与NXP MCU里BootROM功能相对应，目前主要支持i.MXRT、LPC、Kinetis系列MCU芯片，与NXP官方的标准安全加密配套工具集（OpenSSL, CST, sdphost, blhost, elftosb, BD, MfgTool2）相比，NXP-MCUBootUtility是一个真正的一站式工具，一个工具包含NXP官方所有加密配套工具的功能，并且是全图形用户界面操作。借助于NXP-MCUBootUtility，你可以轻松上手NXP MCU安全加密启动。

NXP-MCUBootUtility主要功能如下：

---

• 支持UART和USB-HID两种串行下载方式（COM端口/USB设备自动识别）
• 支持五种常用格式(elf/axf/srec/hex/bin)源image文件输入并检查其链接地址的合法性
• 支持将裸源image文件自动转换成i.MXRT能启动的Bootable image
• 支持下载Bootable image进外部启动设备
• 支持外部启动设备的任意读/写/擦操作（即通用Flash编程器）
• 支持获取并解析ROM启动日志

---

• 支持i.MXRTyyyy全系列MCU，包含i.MXRT1011、i.MXRT1015、i.MXRT1021、i.MXRT1024 SIP、i.MXRT1042、i.MXRT105x、i.MXRT106x、i.MXRT1064 SIP、i.MXRT116x、i.MXRT117x、i.MXRT118x
• 源image文件既可以是裸源image文件，也可以是含启动文件头的bootable image文件
• 支持将裸源image文件自动转换成MfgTool和RT-Flash工具能下载的.sb格式文件
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - FlexSPI接口NOR Flash
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - FlexSPI接口NAND Flash
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - SEMC接口NAND Flash
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - SEMC接口NOR Flash
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - uSDHC接口SD/eMMC卡
• 支持下载Bootable image进备份启动设备 - LPSPI接口NOR/EEPROM Flash
• 支持DCD配置功能，可用于加载image进SDRAM执行
• 支持XMCD配置功能，可用于加载image进FlexSPI RAM/SEMC SDRAM执行
• 支持用于开发阶段的非安全加密启动（未签名加密）
• 支持基于HAB实现的安全加密启动（单签名，签名和加密），证书自动备份
• 支持基于BEE实现的安全加密启动（唯一SNVS key，用户自定义key）
• 支持基于OTFAD实现的安全加密启动（唯一SNVS key，用户自定义key）
• 支持MCU芯片内部eFuse的回读和烧写操作（即专用eFuse烧写器）
• 支持MCU芯片内部FlexRAM的读/写/执行操作（即专用FlexRAM编程器，可用于ISP启动）
• 支持从外部启动设备回读Bootable image，并对其组成部分（NFCB/DBBT/FDCB/EKIB/EPRDB/IVT/Boot Data/DCD/XMCD/Image/CSF/DEK KeyBlob）进行标注

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• 支持i.MXRTxxx全系列MCU，包含i.MXRT5xx、i.MXRT6xx、RW61x、i.MXRT7xx
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - FlexSPI/QuadSPI接口NOR Flash
• 支持下载Bootable image进主动启动设备 - uSDHC接口SD/eMMC卡
• 支持下载Bootable image进备份启动设备 - Flexcomm SPI接口NOR Flash
• 支持用于开发阶段的非安全加密启动（未签名，CRC校验）
• 支持MCU芯片内部OTP的回读和烧写操作（即专用OTP烧写器）
• 支持MCU芯片内部SRAM的读/写/执行操作（即专用SRAM编程器，可用于ISP启动）
• 支持从外部启动设备回读Bootable image，并对其组成部分（OTFAD KeyBlob/FDCB/KeyStore/Image）进行标注

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• 支持LPC5500系列MCU，包含LPC550x/S0x、LPC551x/S1x、LPC552x/S2x、LPC55S6x、LPC553x/S3x
• 支持下载Bootable image进内部C040HD Flash
• 支持用于开发阶段的非安全加密启动（未签名）

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• 支持第二代Kinetis系列MCU（含BootROM即可，如MKL03Z，MK8xF等）
• 支持下载Bootable image进内部FTFx Flash
• 支持用于开发阶段的非安全加密启动（未签名）

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• 支持MCX系列MCU，包含MCXN54x、MCXN94x
• 支持下载Bootable image进内部C040HD Flash
• 支持用于开发阶段的非安全加密启动（未签名）

1.2 下载

NXP-MCUBootUtility完全基于Python语言开发，并且源代码全部开源，其具体开发环境为Python 2.7.15 (32bit)、wxPython 4.0.3、pySerial 3.4、pywinusb 0.4.2、bincopy 15.0.0、PyAudio 0.2.11、PyInstaller 3.3.1（或更高）。

• 源代码: https://github.com/JayHeng/NXP-MCUBootUtility
• 问题反馈: https://www.cnblogs.com/henjay724/p/10159925.html

NXP-MCUBootUtility在发布时借助PyInstaller将所有的Python依赖全部打包进一个可执行文件（\NXP-MCUBootUtility\bin\NXP-MCUBootUtility.exe），因此如果不是对NXP-MCUBootUtility的二次开发，你不需要安装任何Python软件及相关库。

Note1: 使用NXP-MCUBootUtility之前必须先从NXP官网下载 HAB Code Signing Tool工具，并将其解压放在\NXP-MCUBootUtility\tools\cst\目录下，并且需要修改代码使能AES功能重新生成\NXP-MCUBootUtility\tools\cst\mingw32\bin\cst.exe，否则HAB签名以及加密相关功能无法使用。具体步骤可以参考这篇博客 《开启NXP-MCUBootUtility工具的HAB加密功能 - cst.exe》。

Note2: 使用NXP-MCUBootUtility之前必须编译\NXP-MCUBootUtility\tools\image_enc\code下面的源文件生成image_enc.exe，并将其放置在\NXP-MCUBootUtility\tools\image_enc\win，否则BEE/OTFAD加密相关功能无法使用。具体步骤可以参考这篇博客 《开启NXP-MCUBootUtility工具的BEE/OTFAD加密功能 - image_enc.exe》

Note3: 源代码包里的NXP-MCUBootUtility.exe是在Windows 10 x64环境下打包的，也仅在该环境下测试过，如果因系统原因无法直接使用，你需要先安装 Python2.7.15 x86版本 （安装完成后确认\Python27\, \Python27\Scripts\目录被添加到系统环境变量Path里），然后在\NXP-MCUBootUtility\env\目录下点击do_setup_by_pip.bat安装开发NXP-MCUBootUtility所依赖的Python库，最后点击do_pack_by_pyinstaller.bat重新生成NXP-MCUBootUtility.exe可执行文件。

Note4: 必须使用Python2 x86版本去打包NXP-MCUBootUtility，因为NXP-MCUBootUtility使用了pywinusb库，该库在Python2 x64版本下无法用PyInstaller打包，pywinusb作者没有计划修复该问题。

Note5: 改变芯片工作频率的代码不能被加密，如果你的代码有使用到 BOARD_BootClockRUN 或 其他改变芯片工作频率的函数，你应该把那些代码放到非加密的区域。

1.3 安装

NXP-MCUBootUtility是一个是纯绿色免安装的工具，下载了源代码包之后，直接双击\NXP-MCUBootUtility\bin\NXP-MCUBootUtility.exe即可使用。使用NXP-MCUBootUtility没有任何软件依赖，不需要额外安装任何软件。

在NXP-MCUBootUtility.exe图形界面显示之前，会首先弹出一个控制台窗口，该控制台会伴随着NXP-MCUBootUtility.exe图形界面一起工作，很多图形界面的操作都会在控制台窗口看到对应的底层命令执行，保留控制台主要是为了便于定位NXP-MCUBootUtility.exe的问题，目前NXP-MCUBootUtility尚处于早期阶段，等后期软件成熟会考虑移除控制台。

1.4 目录

NXP-MCUBootUtility软件目录组织如下：

\NXP-MCUBootUtility
                \apps                 --放置NXP官方评估板示例image文件
                \bin                  --放置NXP-MCUBootUtility可执行文件及用户配置文件
                \doc                  --放置NXP官方安全启动相关的参考文档
                \env                  --放置用于安装NXP-MCUBootUtility开发环境以及打包脚本
                \gen                  --放置NXP-MCUBootUtility使用过程中生成的临时文件
                      \bd_file            --根据配置动态生成的BD文件
                      \bee_crypto         --BEE加密过程中生成的文件
                      \bootable_image     --生成的bootable image文件
                      \dcd_file           --生成的DCD数据文件
                      \fdcb_file          --生成的FDCB配置文件
                      \hab_cert           --HAB签名过程中生成的文件
                      \hab_crypto         --HAB加密过程中生成的文件
                      \json_file          --根据配置动态生成的JSON文件
                      \cmdlog_file        --保存软件操作记录日志
                      \btlog_file         --软件运行过程中获取到的临时ROM日志文件
                      \otfad_crypto       --OTFAD加密过程中生成的文件
                      \sb_image           --生成的.sb格式文件
                      \user_file          --软件运行过程中缓存的临时文件
                \gui                  --放置开发NXP-MCUBootUtility UI构建工程文件
                \img                  --放置NXP-MCUBootUtility使用过程中需加载的图片
                \src                  --放置开发NXP-MCUBootUtility的所有Python源代码文件
                \tools                --放置NXP-MCUBootUtility使用过程中需调用的外部程序
                      \blhost             --与Flashloader通信的上位机命令行工具
                      \cst                --HAB加密的配套命令行工具
                      \elftosb            --生成bootable image的命令行工具
                      \ide_utils          --各IDE提供的image格式转换工具
                      \image_enc          --BEE加密的配套命令行工具
                      \imgutil            --生成DCD数据的命令行工具
                      \openssl            --生成证书和秘钥的标准工具
                      \sdphost            --与ROM通信的上位机命令行工具

1.5 界面

下图为NXP-MCUBootUtility工具的主界面，界面主要由六部分组成，各部分功能如下：

• 【Menu Bar】：功能菜单栏，提供软件通用设置。
• 【Target Setup】：目标设备设置栏，提供MCU Device和Boot Device配置选项。
• 【Port Setup】：串行接口设置栏，选择用于连接MCU Device的接口。
• 【Device Status】：目标设备状态信息栏，当连接上目标设备之后，用于显示目标设备的状态。
• 【Secure Boot Action】：安全加密启动主界面，提供对目标设备做安全加密启动的所有操作。
• 【Log Info】：操作日志栏，记录软件操作日志。

2 准备工作

在使用NXP-MCUBootUtility工具前主要有两个准备工作：一、准备好i.MXRT硬件板以及串行下载连接线（USB/UART）；二、准备好用于下载进Flash的源image文件。

2.1 对于RT四位数系列

关于串行下载线连接，需要查看i.MXRT参考手册System Boot章节，确保连接的UART/USB引脚是BootROM指定的。

关于源image文件准备，NXP-MCUBootUtility工具能够识别五种常见格式(elf/axf/srec/hex/bin)的image，源image既可以包含i.MXRT加载启动头（IVT, BootData等），也可以不包含这些i.MXRT加载启动头。如果源image中不包含这些启动头，NXP-MCUBootUtility会自动添加文件头。

以NXP官方SDK为例进一步讲解源image文件的生成，注册并登录NXP官网，来到 MCUXpresso SDK Builder 页面，选择合适的MCU芯片以及IDE（以RT1060芯片，IAR IDE为例）并点击Download SDK后便可得到SDK_2.4.0_EVK-MIMXRT1060.zip。

使用IAR打开SDK包里的\boards\evkmimxrt1060\demo_apps\led_blinky\iar\led_blinky.eww示例应用：

led_blinky应用其实包含了三个工程（ram/flexspi_nor/sdram），分别对应三个不同的linker文件（.icf），其中ram工程生成的image即是所谓的Non-XIP image，flexspi_nor工程生成的image即是所谓的XIP image。

默认情况下，ram工程和flexspi_nor工程生成的image文件是无法直接为NXP-MCUBootUtility所用的，需要做一些小小的改变。

ram工程需要修改linker文件如下：（推荐从0x3000开始链接中断向量表，中断向量表前面预留一段内存用于放置i.MXRT加载启动所需的文件头）。

define symbol m_interrupts_start       = 0x00003000;   // 0x00000000
define symbol m_interrupts_end         = 0x000033FF;   // 0x000003FF

define symbol m_text_start             = 0x00003400;   // 0x00000400
define symbol m_text_end               = 0x0001FFFF;

define symbol m_data_start             = 0x20000000;
define symbol m_data_end               = 0x2001FFFF;

define symbol m_data2_start            = 0x20200000;
define symbol m_data2_end              = 0x202BFFFF;

flexspi_nor工程需要修改工程配置选项里的Defined symbols如下：（将XIP_BOOT_HEADER_ENABLE设为0，即不需要生成包含i.MXRT加载启动文件头的image; 如果保持XIP_BOOT_HEADER_ENABLE为1不变，那么生成的可执行image文件会包含i.MXRT加载启动文件头）。

2.2 对于RT三位数系列

关于串行下载线连接，需要查看i.MXRT参考手册Non-Secure Boot ROM章节，确保连接的UART/USB引脚是BootROM指定的。

关于源image文件准备，NXP-MCUBootUtility工具能够识别五种常见格式(elf/axf/srec/hex/bin)的image，源image既可以是已填充好boot image header（imageLength, imageLoadAddress等）的app，也可以不填充boot image header。如果源image中不包含boot image header，NXP-MCUBootUtility会自动添加。

如果只是为了快速验证NXP-MCUBootUtility工具，在NXP-MCUBootUtility\apps文件夹下默认存放了全系列恩智浦官方i.MXRT评估板的led_blinky应用的image文件。

3 软件使用

3.1 设置目标设备

在使用NXP-MCUBootUtility时首先需要配置目标设备，目标设备包括MCU Device和Boot Device。以NXP官方开发板EVK-MIMXRT1060为例，该开发板主芯片为i.MXRT1062DVL6A，所以【MCU Device】应设为i.MXRT106x。且以最常用的FlexSPI NOR启动为例，【Boot Device】设为FLEXSPI NOR，开发板上对应的外部存储芯片为IS25WP064AJBLE，其是一颗常用的四线QSPI NOR Flash，我们需要在软件里进一步配置该Boot Device，单击【Boot Device Configuration】按钮可弹出如下新的配置页面：

在弹出的名为FlexSPI NOR Device Configuration页面里可以看到很多描述Multi-IO SPI NOR Flash特性的选项，比如Device Type、Query Pads等，这些选项都需要被正确地设置，以与开发板上的外部存储芯片相匹配。

除此以外，页面上还有一个名为【Use Typical Device Model】的选项，NXP-MCUBootUtility软件预先定义了一些常用的Multi-IO SPI NOR Flash型号模型，如果开发板上的外部存储芯片恰好在软件预定义的型号列表里，那么你可以直接在【Use Typical Device Model】选择对应型号，而不必在Nor Option里逐一配置。

EVK-MIMXRT1060开发板上的IS25WP064AJBLE芯片属于ISSI - IS25LP064A大类，因此我们只需要在【Use Typical Device Model】选择ISSI - IS25LP064A并点击【Ok】即完成了目标设备的设置。

3.2 连接目标设备

设置好目标设备之后，下一步便是连接目标设备，以USB-HID接口连接为例，给EVK-MIMXRT1060板子供电，并用USB Cable将PC与J9口连接起来，如果一切正常，应该可以在设备管理器找到vid,pid为0x1fc9,0x0135（不同RT芯片，USB ID可能不同）的HID-compliant vendor-defined device设备被枚举。如果没有发现该HID设备，请仔细检查板子SW7拨码开关是否将Boot Mode设为2'b01即Serial Downloader模式。

确认HID设备存在之后，在【Port Setup】选中USB-HID，然后直接点击【Connect to ROM】按钮，此时软件便会自动完成目标设备连接全过程（使用sdphost连接ROM，获取一些MCU内部寄存器信息，使用sdphost加载Flashloader并跳转过去，使用blhost连接Flashloader，获取一些eFuse信息，使用blhost去配置boot device并获取boot device meomry信息），这个过程需要大概5s的时间，如果目标设备连接正常，你可以看到指示灯变蓝，并且【Connect to ROM】按钮标签变为【Reset Device】。如果目标设备连接失败，指示灯会变红，并且【Connect to ROM】按钮标签变为【Reconnect】。

![NXP-MCUBootUtility_connectedToDevice_e](https://raw.githubusercontent.com/JayHeng/pzhmcu-picture/master/cnblogs/nxpSecBoot_v1