nRF54L15におけるUICRレジスタを使用したデータ保存方法

この記事では、nRF54L15のUICRレジスタを活用して基本的なデータを永続化する手法について説明します。

UICRレジスタの概要

UICR（User Information Configuration Registers）は、ユーザー固有の設定情報を格納するための不揮発性メモリレジスタです。

すべてのUICRレジスタはRW1保護機能を備えており、一度書き込みを行うと再度書き込むにはErase All操作が必要になります。

デフォルトのリセット値は0xFFFFFFFFです。

実装方法

製造工程においてJ-LINKプログラマとnrfutilツールを組み合わせてレジスタにデータを書き込み、アプリケーションからその情報を読み取るという流れになります。

以下では、UICRレジスタにMACアドレスを保存し、読み取り時にBluetoothアドレスとして設定する例を示します。

3.1 UICRからのMACアドレス読み取りと設定処理

この関数はbt_enableより前に呼び出す必要があります。

#include <hal/nrf_uicr.h>
#include <sdc_hci_vs.h>

void load_device_config_from_storage(void)
{
    int result_code;
    
    uint8_t device_mac[6];
    
    // nRF54L15のUICRベースアドレス: 0x00FFD000
    // OTP領域オフセット: 0x500
    volatile uint32_t *config_base = (volatile uint32_t *)(0x00FFD000 + 0x500);
    
    // OTP領域の最初の2レジスタを読み取り（MACアドレスが格納されていると仮定）
    uint32_t config_reg_0 = config_base[0];
    uint32_t config_reg_1 = config_base[1];

    // レジスタが適切にプログラムされているか確認
    if (config_reg_0 != 0xFFFFFFFF && config_reg_1 != 0xFFFFFFFF) {
        
        device_mac[0] = (config_reg_0 >> 0) & 0xFF;
        device_mac[1] = (config_reg_0 >> 8) & 0xFF;
        device_mac[2] = (config_reg_0 >> 16) & 0xFF;
        device_mac[3] = (config_reg_0 >> 24) & 0xFF;
        device_mac[4] = (config_reg_1 >> 0) & 0xFF;
        device_mac[5] = (config_reg_1 >> 8) & 0xFF;

        sdc_hci_cmd_vs_zephyr_write_bd_addr_t address_command = {
            .bd_addr = {device_mac[0], device_mac[1], device_mac[2], 
                       device_mac[3], device_mac[4], device_mac[5]},
        };

        result_code = sdc_hci_cmd_vs_zephyr_write_bd_addr(&address_command);

    } else {
        printk("Configuration storage not initialized, fallback to default\n");
        // デフォルト設定または代替処理
    }

    printk("Loaded MAC Address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
           device_mac[0], device_mac[1], device_mac[2],
           device_mac[3], device_mac[4], device_mac[5]);
}

3.2 nrfutilによるUICRへのデータ書き込み

以下のコマンドでUICRレジスタにデータを書き込めます。nrfutilのインストール方法については関連資料を参照してください。

nrfutil device recover // デバイスの完全消去

nrfutil device program --firmware combined_firmware.hex // ファームウェア書き込み

nrfutil device x-write --address 0x00FFD500 --value 0xddccbbaa // UICRアドレス0x00FFD500に書き込み

nrfutil device x-write --address 0x00FFD504 --value 0x8877ffee // UICRアドレス0x00FFD504に書き込み

nrfutil device reset // デバイスリセット

nrfutil device protection-set All // 読み取り保護を有効化

3.3 動作検証

nRF54L15DK開発ボードとperipheral_uartサンプルプロジェクトを使用して検証を行います。