【经验】以国产32位MCU N32G455VEL7为例简述如何将片内Flash模拟EEPROM？

由于国民技术的N32G455系列没有EEPROM功能，但是在一些项目中需要在断电情况下对数据进行保存，以便下次上电工作时能够恢复之前的工作状态。一般会在系统中外挂 EEPROM芯片来实现，芯片内部Flash保存的数据也具有掉电不丢失功能，在保存的数据量不大的情况下（用户代码空间 + 保存数据空间不超过芯片Flash空间大小） 可以用芯片内部Flash作为用户存储空间，以节省一定硬件成本。本文介绍如何利用N32G455VEL7芯片内部Flash来模拟EEPROM功能。N32G455VEL7拥有512KB的片内Flash，其结构如下图：

根据上图可知，在主存储区，Flash被划分为256页，每页2K字节，起始地址是0x08000000。可以根据【经验】国民技术MCU片内Flash操作指南和注意事项介绍的内容，来对Flash进行读写操作，用户可以利用文章中介绍的函数来实现应用层对于保存数据的功能。

由于Flash的特性，我们也发现了使用链接文章中官方库函数的一些局限性：Flash在写入数据前，先要将数据全擦除为0xFF，且最小擦除单位是页，占2K字节空间，这个特性决定了不能简单的将旧数据擦除然后写新数据，因为这样会导致存储在这个扇区内的其他数据也被擦除，并且也会导致Flash频繁擦除而降低其使用寿命；擦写Flash之前都要先解锁，完成后还要上锁；写入数据需要按字操作，不支持半字和字节操作；数据保存时还需要考虑地址跨页的问题。这些局限都是相较于EEPROM不便的地方，为了解决以上问题，国民官方基于库函数进行了二次封装，实现了能在任意起始地址写入任意长度的Flash操作函数，代码如下：

#define    FLASH_PAGE_SIZE           2048                 // flash一页空间为2048字节

static FLASH_STS FLASH_ProgramPage(uint32_t* SrcAddr, uint32_t DstAddr, uint16_t Len)

{

    uint32_t i;

    for (i = 0; i < Len; i += 4)

    {

        FLASH_ProgramWord(DstAddr + i, *(uint32_t*)((uint32_t)SrcAddr + i));

                  #if (0)                // 是否开启擦除校验

        if (*(uint32_t*)(DstAddr + i) != *(uint32_t*)((uint32_t)SrcAddr + i))

        {

            return FLASH_ERROR_PG;    

        }

                  #endif

    }

    return FLASH_COMPL;

}

FLASH_STS FLASH_Program_User(uint32_t addr,                 // 起始地址

                                                                      uint8_t *src,           // 写入的数据指针

                                                                      uint32_t len)            // 数据字节长度          

{

         uint8_t FLASH_PAGE_BUF[FLASH_PAGE_SIZE];

    uint32_t i, flag = 0;

    uint32_t pageAddr, pageCount;

    uint32_t tmpAddr, tmpLen;  

    uint32_t startAddr, endAddr; 

    FLASH_Unlock();

    startAddr = addr % FLASH_PAGE_SIZE;                          

    endAddr   = (addr + len) % FLASH_PAGE_SIZE;          

    if (startAddr == 0)

    {

        pageAddr = addr;           

        pageCount = len / FLASH_PAGE_SIZE;

        for (i = 0; i < pageCount; i++)

        {

            if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(pageAddr) != 0)

                          {FLASH_Lock();        return FLASH_ERROR_WRP;}

            if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramPage((uint32_t*)(src + (i * FLASH_PAGE_SIZE)), pageAddr, FLASH_PAGE_SIZE))

                          {FLASH_Lock();        return FLASH_ERROR_WRP;}

                          pageAddr += FLASH_PAGE_SIZE;

        }

        if (endAddr != 0)

        {

            for (i = 0; i < FLASH_PAGE_SIZE; i++)

                          {FLASH_PAGE_BUF[i] = ((uint8_t*)pageAddr)[i];}

            tmpAddr = len % FLASH_PAGE_SIZE;

            for (i = 0; i < tmpAddr; i++)

            {FLASH_PAGE_BUF[i] = ((uint8_t*)(src + (pageCount * FLASH_PAGE_SIZE)))[i];}

            if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(pageAddr))

            {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP;}

            if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramPage((uint32_t*)FLASH_PAGE_BUF, pageAddr, FLASH_PAGE_SIZE))

            {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP;}

        }

    }

    else

    {

        pageAddr = (addr / FLASH_PAGE_SIZE) * FLASH_PAGE_SIZE;     

        tmpAddr = addr % FLASH_PAGE_SIZE;                                             

        tmpLen = FLASH_PAGE_SIZE - tmpAddr;                                                  

                  if (tmpLen > len)      { tmpLen = len; flag = 0; }

        else                           { flag = 1;                                            }

        for (i = 0; i < FLASH_PAGE_SIZE; i++)

        {FLASH_PAGE_BUF[i] = ((uint8_t*)pageAddr)[i]; }

        for (i = 0; i < tmpLen; i++)

        { FLASH_PAGE_BUF[tmpAddr + i] = ((uint8_t*)src)[i]; }

        if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(pageAddr))

        {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP; }

        if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramPage((uint32_t*)FLASH_PAGE_BUF, pageAddr, FLASH_PAGE_SIZE))

        {FLASH_Lock();      return FLASH_ERROR_WRP; }

        pageCount = (len - tmpLen) / FLASH_PAGE_SIZE;

        pageAddr += FLASH_PAGE_SIZE;

        for (i = 0; i < pageCount; i++)

        {

            if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(pageAddr))

            { FLASH_Lock();      return FLASH_ERROR_WRP; }

            if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramPage((uint32_t*)(src + tmpLen + (i * FLASH_PAGE_SIZE)), pageAddr, FLASH_PAGE_SIZE))

            {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP; }

            pageAddr += FLASH_PAGE_SIZE;

        }

        if ((endAddr != 0) && (flag == 1))

        {

            for (i = 0; i < FLASH_PAGE_SIZE; i++)

            {FLASH_PAGE_BUF[i] = ((uint8_t*)pageAddr)[i]; }

            tmpAddr = (len - tmpLen) % FLASH_PAGE_SIZE;

            for (i = 0; i < tmpAddr; i++)

            {FLASH_PAGE_BUF[i] = ((uint8_t*)(src + tmpLen + (pageCount * FLASH_PAGE_SIZE)))[i]; }

            if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(pageAddr))

            {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP; }

            if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramPage((uint32_t*)FLASH_PAGE_BUF, pageAddr, FLASH_PAGE_SIZE))

            {FLASH_Lock();       return FLASH_ERROR_WRP; }

        }

    }

    FLASH_Lock();

    return FLASH_COMPL;

}

注意事项：此函数需要占用2K SRAM作为Flash缓存。以上就是如何利用N32G455VEL7芯片内部Flash来模拟EEPROM功能。