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Zephyr 开发实战：Microchip MEC15xxEVB ASSY6853 评估板硬件解析与 SPI 镜像烧录指南

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本指南以 Zephyr 仓库中 boards/microchip/mec15xxevb_assy6853/doc/index.rst 为核心依据，系统讲解 MEC15xxEVB ASSY6853 评估板的硬件组成、跳线配置、时钟与串口设定，以及基于 Dediprog SF100 编程器 + SPI Dongle 的完整烧录流程。读完本文，你将掌握该板卡的板级配置细节（含 DTS 源码佐证）、Boot-ROM SPI 镜像的生成与烧录方法，以及常见故障的排查思路。

板卡概览：面向 EC 应用的 MEC15xx 评估平台

MEC15xxEVB ASSY6853 是 Microchip 推出的评估开发套件，用于评估MEC15XX 系列微控制器。MEC15XX 系列是面向笔记本/台式机 Embedded Controller（EC）应用的高集成度 MCU，片上集成了键盘扫描、eSPI、PECI、PS/2、FAN PWM 与转速采集等 EC 典型外设。

需要特别注意的是，该评估板必须与子卡配合使用：主板需要与料号MEC1501 144WFBA SOLDER DC ASSY 6860（CPU 板）对接后才能运行。同时，文档明确说明：

• MEC152x 已取代 MEC1501 进入量产；
• MEC152x 与 MEC150x 功能相同，唯一的区别是增强了 Boot-ROM SPI loader，其SPI 镜像格式已更新，需要新的 SPI 镜像生成工具；
• MEC1501 与 MEC152x 的 SPI 镜像格式互不兼容，但两者的评估板与 CPU 板硬件互相兼容。

从仓库的板级元数据看，board.yml 声明该板厂商为microchip，SoC 为mec1501_hsz；mec15xxevb_assy6853.dts 中compatible = "microchip,mec15xxevb_assy6853", "microchip,mec1501hsz"与之对应，并定义了model = "Microchip MEC15XXEVB_ASSY6853 evaluation board"。

硬件资源一览

该评估板搭载MEC1521HA0SZ ARM Cortex-M4 处理器，主要硬件特性如下（完整继承自官方文档）：

• 256 KB RAM 与 64 KB 启动 ROM
• 键盘接口（Keyboard interface）
• ADC 与 GPIO 扩展排针
• UART0、UART1、UART2 三路串口
• FAN0 / FAN1 / FAN2 风扇接口排针
• FAN PWM 接口
• JTAG/SWD、ETM 与 MCHP Trace 调试端口
• PECI 3.0 接口
• I2C 电平转换器
• 10 个 SMBUS 排针
• 4 个 SGPIO 排针
• VCI 接口
• 5 路独立、硬件驱动的 PS/2 端口
• eSPI 排针
• 3 颗呼吸/闪烁 LED（Breathing/Blinking LEDs）
• 2 个 SPI NOR 芯片座
• 1 个复位按钮与 1 个 VCC_PWRGD 按钮
• 1 路外部PCA9555 I/O 扩展芯片，I2C 地址可通过跳线选择
• 1 路外部LTC2489 Δ-Σ ADC，I2C 地址可通过跳线选择
• 板级供电跳线可选：+5V 2.1mm/5.5mm 桶形连接器或USB Micro A 连接器

更多 SoC 细节请参阅MEC152x 参考手册（见文档末尾 References 部分）。

支持的 Zephyr 功能

文档通过.. zephyr:board-supported-hw::指令自动渲染受支持的功能列表。结合仓库中的设备树源码可以确认，该板已启用并配置的外设包括（见 mec15xxevb_assy6853.dts）：

• UART2（&uart2，115200 baud，作为 Zephyr console 与 shell）
• ADC0（ADC04~ADC07 与 VREF2 引脚）
• I2C/SMBUS（i2c_smb_0、i2c_smb_1、i2c_smb_2，其中 I2C01 上挂载 NXP PCA9555，地址 0x26）
• eSPI0（配置了 IO-GIRQ 19、VW-GIRQs 24/25、PC-GIRQ 15 及完整 8 线 pinctrl）
• PS/2（ps2_0、ps2_1两路，均带 sleep 态 pinctrl）
• PWM0、键盘控制器 kbd0（8×16 矩阵）、PECI0、SPI0（SHD SPI，port-sel = <0>、单线模式）、TACH0（风扇转速采集）

板卡硬件组成

整套评估板由以下硬件模块构成（对应文档中的原理图引用）：

1. MEC15xx EVBASSY 6853 Rev A（主板）
2. MEC1501 144WFBA SOLDER DC ASSY 6883（MEC152x 硅片子卡）
3. SPI DONGLE ASSY 6791（SPI 烧录适配器，用于烧写板载 SPI NOR）

系统时钟与串口配置

系统时钟：MEC1521 使用48 MHz 内部振荡器 + 片内 PLL，最终产生12 MHz 的 EC 时钟频率。相关寄存器为数据手册第 4 章 "4.0 POWER, CLOCKS, and RESETS" 中的 Processor clock control register。

串口：UART2 被配置为串口日志输出。在设备树中对应配置为：

&uart2 { status = "okay"; current-speed = <115200>; pinctrl-0 = <&uart2_tx_gpio146 &uart2_rx_gpio145>; pinctrl-names = "default"; };

（见 mec15xxevb_assy6853.dts）。同时chosen节点将zephyr,console与zephyr,shell-uart均指向&uart2，确保printk/shell 输出走 UART2。板级 defconfig（mec15xxevb_assy6853_defconfig）则启用了CONFIG_SOC_MEC1501_VTR3_1_8V、时钟控制、UART 控制台与 GPIO 等基础配置。

跳线设置指南

以下跳线设置针对MEC15xx EVB Assy 6853 Rev A1p0，用于正确演示板卡功能。高级用户可以偏离此推荐配置，但请自行评估风险。

电源相关跳线

• 使用+5V 电源适配器供电：连接桶形连接器P11（5.5mm 外径 / 2.1mm 内径），并将跳线移至JP88 5-6；
• 使用micro-USB 型 A/B 连接器P12供电：将跳线移至JP88 7-8。

注意：JP88 上必须且只能安装一枚跳线（A single jumper is required in JP88）。

常规配置跳线（全部置于 1-2）

以下跳线组用于配置 VCC Power good、nRESETI 与 JTAG_STRAP 等信号，默认全部短接 1-2：

其中特殊功能跳线的含义如下表：

Boot-ROM 拉带（Boot-ROM Straps）

以下跳线配置MEC1501 Boot-ROM 拉带：

JP96 1-2将 SHD SPI CS0# 上拉到 VTR2。MEC1501 Boot-ROM 会采样 SHD SPI CS0#，若为高电平，则从SHD SPI加载代码——这正是后续通过 SPI Dongle 烧录 SPI NOR 后能够启动固件的硬件基础。

外设路由跳线（Peripheral Routing Jumpers）

下表中每一列分别用于使能 UART2、SWD、PVT SPI、SHD SPI 与 LED0-2 对应的引脚路由：

注意：启用 UART2 时，请确保JP39上 1-2、3-4 均已安装跳线。 为接收 UART2 串口输出，请按下图确认JP9已配置为 UART2 输出模式。

ASSY 6883 子卡（MEC1501 144WFBGA Socket DC Rev B1p0）的 32KHz 时钟跳线

上述跳线配置覆盖主板。ASSY 6883 MEC1501 CPU 板提供可选的外部 32KHz 时钟源能力：板上自带 32KHz 晶振，也可配置为在 XTAL2/32KHZ_IN 引脚上使用外部 50% 占空比的 32KHz 信号源。注意：固件必须在 MEC15xx 时钟使能寄存器中选择与跳线设置匹配的时钟源。如果使用 MEC15xx 内部硅振荡器，则 32K 跳线设置无关紧要。JP1用于示波器观测测试时钟输出。

并行 32KHz 晶振配置：

外部 32KHz（50% 占空比）配置：

ASSY 6856 子卡（MEC1503 144WFBGA Socket DC Rev B1p0）说明

MEC1503 ASSY 6856 CPU 卡不包含板载外部 32K 晶振或振荡器。唯一的跳线块JP1仅用于示波器观测测试时钟输出，不用于配置。

编程与调试：SPI 镜像烧录完整流程

该板通过将固件写入板载 SPI NOR 芯片来启动（Boot-ROM 从 SHD SPI 加载代码），因此烧录流程围绕SPI 镜像生成 + SPI 编程器展开。Zephyr 构建系统会为板卡注册dediprogflasher（见 board.cmake，其中指定--spi-image=${PROJECT_BINARY_DIR}/${SPI_IMAGE_NAME}与--vcc=0，即使用 3.5V 烧录电压）。

第一步：准备 Dediprog SF100 编程器

1. 若使用Dediprog SF100 编程器，先完成其环境设置：

   • Windows 版本可在 SF100 产品页面获取；
   • Linux 版本源码可从 SF100 Linux GitHub 仓库获取，并按照 SF100 Linux 手册完成安装。

2. Linux 用户务必把SF100Linux目录下的60-dediprog.rulesudev 规则文件复制到/etc/udev/rules.d（原文为 rules.s 或 rules.d），然后重启 udev 服务：

   $ udevadm control --reload

3. 将dpcmd（Linux）或dpcmd.exe（Windows）所在目录加入系统PATH。

第二步：获取 SPI 镜像生成工具

克隆MEC152x SPI Image Gen仓库（或直接下载该目录中的文件）；若使用预生产 MEC150x芯片，则使用MEC150x SPI Image Gen仓库。

将镜像生成工具纳入 Zephyr 构建有两种方式：加入PATH，或设置环境变量EVERGLADES_SPI_GEN：

export EVERGLADES_SPI_GEN=<path to tool>/everglades_spi_gen_RomE

Linux 与 Windows 下的工具文件名不同；预生产 MEC1501 SoC 对应工具为everglades_spi_gen_lin64。

第三步（可选）：自定义 SPI 镜像配置文件

如需覆盖默认配置，可指定自定义 SPI 镜像配置文件：

export EVERGLADES_SPI_CFG=custom_spi_cfg.txt

若不设置，构建系统默认使用板卡自带的 support/spi_cfg.txt。该文件包含两组 IMAGE 段，关键参数解析如下：

• SPISizeMegabits = 4：SPI NOR 容量 4 Mbit；
• ImageLocation = 0x10000 / 0x20000：两组镜像在 SPI 中的存放偏移；
• SpiFreqMHz = 24 / 12：镜像 0 按 24 MHz（Dual 读命令）读取，镜像 1 按 12 MHz（Single 读命令）读取；
• FwBinFile = zephyr.bin：固件源文件即构建产物zephyr.bin；
• FwLoadAddress = 0xE0000：固件加载地址；
• UseECDSA = false/FwEncrypt = false：默认不启用签名与加密（示例中的密钥文件仅为配置模板字段）。

构建系统集成逻辑见 boards/microchip/mec15xxevb_assy6853/CMakeLists.txt：它优先读取EVERGLADES_SPI_GEN环境变量，否则按平台在PATH中查找everglades_spi_gen_lin64（Linux）或everglades_spi_gen.exe（Windows）；工具可用时，会追加一条 post-build 命令everglades_spi_gen -i <cfg> -o <build>/spi_image.bin，从而在构建阶段自动生成 SPI 镜像。

第四步：硬件接线（Wiring）

1. 将SPI Dongle ASSY 6791连接到 EVB 的J44接口：

2. 将编程器连接到 Assy6791 板上的J6排针，它将烧写 SPI NOR 芯片U3。请确保编程器的偏移地址为 0x0。烧录可使用 Dediprog SF100 或同类 SPI 烧录工具。

3. 关键注意：Dediprog 排针上的 SPI MISO/MOSI 是交换的！必须用独立导线将 Dediprog 引脚与 Assy6791 SPI 板的引脚按下表连接：

   Dediprog 连接器	Assy6791 J6 连接器
   VCC	1
   GND	2
   CS	3
   CLK	4
   MOSI	5
   MISO	6

   （注意表中 MISO/MOSI 与引脚 5/6 的交叉对应关系，这是本步骤最常见的错误来源。）

4. 将 MEC15xxEVB_ASSY_6853 板的UART2 端口通过 RS232 线缆连接到主机。

5. 通过 micro-USB 线缆为板卡供电，并在JP88 7-8之间安装跳线以选择该供电方式：

6. 完成后的最终接线应如下图所示：

第五步：构建（Building）

1. 像平常一样构建hello_world示例（west build -b mec15xxevb_assy6853 samples/hello_world）；
2. 若构建系统能找到镜像生成工具，将生成spi_image.bin文件（位于构建目录），该二进制镜像即可用于烧写 SPI 芯片。

第六步：烧录（Flashing）

1. 在第一个终端中运行终端程序监听串口输出。Linux 下设备通常为/dev/ttyUSB0，请勿关闭该终端。例如：

   $ minicom -D /dev/ttyUSB0 -o

   -o选项让 minicom 不发送 modem 初始化字符串。连接参数配置为：

   • 波特率：115200
   • 数据位：8
   • 校验：None
   • 停止位：1

2. 在第二个终端窗口中用west烧录板卡，建议将两个终端分屏以便同时观察：

   $ west flash

   注意：west进程启动后，请按下 Reset 按钮并保持按住，直到整个west进程成功结束。替代方案：如果不想每次按 Reset，可在west flash编程期间断开 SPI Dongle ASSY 6791 与 EVB 的连接，烧录完成后再插回J44接口并重新上电，效果相同。

3. 你应在第一个终端看到输出"Hello World! mec15xxevb_assy6853"。如果没看到，按一下 Reset 按钮，消息即会出现。

调试（Debugging）

该板配备Cortex ETM 端口，可通过单一物理连接完成跟踪与调试；此外还带有仅支持 JTAG 会话的插座。

故障排查（Troubleshooting）

1. 若应用未运行，请确认LED7、LED8、LED1三颗 LED 均已点亮；只要有其一熄灭，请重新检查电源相关跳线。
2. 若无法用 Dediprog 编程，请将 Assy6791 从主板 Assy6853 上断开后重试。
3. 若 Dediprog 无法检测到板载 flash，请按下板卡 Reset 按钮后重试。

扩展实践：在 I2C01 上测试 PCA9555

板载 NXPPCA95xx（PCA9555PW）I2C 从设备连接到I2C00 端口，但I2C00 与用于串口日志的 UART2 RS232-TTL 转换器共用引脚，因此无法同时使用 UART2 与 I2C00。要改在 I2C01 端口上测试，需按下表调整跳线：

• JP99 1-2连接：将 I2C01_SDA 从 CPU 接到排针 J5
• JP99 13-14连接：将 I2C01_SCL 从 CPU 接到排针 J5
• JP25 21-22连接：I2C01_SDA 外部上拉
• JP25 23-24连接：I2C01_SCL 外部上拉
• JP44.1 ↔ J5.1连接：将 NXP PCA95xx 接入 I2C01
• JP44.3 ↔ J5.3连接：将 NXP PCA95xx 接入 I2C01

从设备树看，PCA9555 挂载在i2c_smb_1（port-sel = <1>）上，地址为0x26，其地址由JP53决定（1-2 = A0，3-4 = A1，5-6 = A2，地址格式0100<A2><A1><A0>b；默认 JP53 短接 1-2，得到 0x26），见 mec15xxevb_assy6853.dts。

板级支持源码导读

若想深入了解该板在 Zephyr 中的实现，可继续研读以下仓库文件：

• mec15xxevb_assy6853.dts：外设使能、chosen/aliases节点、LED 定义（GPIO153/156/157，低电平有效）与各外设 pinctrl 绑定；
• mec15xxevb_assy6853-pinctrl.dtsi：UART/ADC/I2C/eSPI/PS2/PWM/键盘/PECI/SPI/TACH 等引脚的引脚复用与 sleep 态定义；
• mec15xxevb_assy6853_defconfig：SoC 电压档（VTR3 1.8V）、时钟控制、串口控制台与 GPIO 使能；
• board.cmake 与 CMakeLists.txt：dediprog flasher 注册与 SPI 镜像后处理命令；
• support/spi_cfg.txt：默认 SPI 镜像布局（双镜像、频率、读命令等）。

参考资料

官方文档末尾列出了以下参考资料（可依据对应名称检索）：MEC1501 与 MEC152x 的数据手册/参考手册、MEC15xx EVB ASSY 6853 主板原理图、MEC1501 子卡（ASSY 6883）原理图、MEC1503 子卡（ASSY 6856）原理图、SPI Dongle ASSY 6791 原理图，以及 MEC152x/MEC150x SPI 镜像生成工具与 Dediprog SF100 的相关手册。所有跳线、接线与寄存器细节请以这些原理图与数据手册为准。

【免费下载链接】zephyrPrimary Git Repository for the Zephyr Project. Zephyr is a new generation, scalable, optimized, secure RTOS for multiple hardware architectures.项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ze/zephyr