Flash模拟EEPROM操作应用指南

2024-04-03 华芯微特32位MCU公众号
华芯微特 华芯微特 华芯微特 华芯微特

实现代码


工作原理

Flash和 EPROM的主要区别在于可擦单元大小,EEPROM可以字节擦写,而Flash只能块(扇区)擦除。这意味着如果在一个Flash扇区上存储多个参数时,扇区的擦除次数是该扇区上所有存储参数修改次数的总和,因此用作参数存储器时,Flash相比EEPROM更容易写坏。


解决这个问题的方法是,不再将参数存储在Flash的固定地址,而是给每个参数分配一个唯一的数字用作虚拟地址,将参数写入Flash时同时将虚拟地址写入Flash。


举例说明,执行如下的伪代码,将产生下图所示的存储效果:

注:上图中空格表示未写入,其值实为0xFF


Flash存储器被划分为2个字一组的存储单元,执行EE_Write时,将参数的值写入存储单元的前一个字,参数的虚拟地址写入存储单元的后一个字。

读取参数时,不再去固定的Flash地址读取,而是从存储页的尾部向前逐个存储单元读取,检查该单元中存储的虚拟地址是否等于 EE_Read调用中指定的虚拟地址EE_ADDR_Speed。若不等,则继续向前搜索;若相等,则说明找到了参数 Speed在存储器中存储的最新设定值。


由于参数不必存储在Flash中的固定地址,因此不必每次修改参数的值时都擦除Flash,而是只要Flash扇区未写满,就可以直接在后续空白地址写入参数的新值。这样将大幅减少Flash的擦除次数,降低Flash被写坏的风险。


页拷贝

当存储页写满时,可以将所有所有参数读入RAM,擦除存储页,然后再将所有参数写入Flash中。但若在此过程中发生掉电,就会导致所有参数丢失。


为解决这个问题,可以使用两个存储页,存储页的第一个存储单元存储该页的状态。如下图所示第一个存储页已满:

若此时执行EE_Write(EE_ADDR_Speed, 0x1900),可将第二个存储页状态改为Receiving,表示正在从Active页拷贝数据。然后将本次要写的数据写入。

接下来,搜索Active页中的所有存储参数,将每个参数的最新值拷贝到Receiving页中。等所有参数拷贝完成后,将第一个页擦除(页状态自动变为 Erased),最后将第二个页状态改为Active。

后面,所有的参数读写操作均在第二页上即可。


这样操作,可以保证即使在过程中发生突然掉电,也不会损坏存储的参数值:

1、若在将第二页标记为Receiving时突然掉电,则只是丢失参数Speed的最新设定值,其他参数不受影响,读取参数Speed会读取到它的前一个设定值。

2、若在第二页标记为Receiving之后,从Active页向Receiving页拷贝参数的过程中突然掉电,则下次上电后会发现同时存在Active页和Receiving页,重新执行参数拷贝即可。

3、若在参数拷贝完,Active页擦除后,Receiving页还未被修改为Active时突然掉电,则下次上电后会发现有一个Receiving 页,但没有Activ 页,只需要将Receiving页状态改为Active即可。


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