【经验】一招教你延长单片机的Flash擦写寿命
在单片机开发应用中，工程师经常会遇到需要在单片机内部Flash的某个区域保存和读取一些数据，而这些数据在应用中可能会经常变化，因而需要对Flash的数据经常更新。但是单片机的Flash都是有擦除次数要求的，并且擦除是按照“页”为单位操作的，频繁擦除超过一定次数后，Flash就会失效。那么，如何才能延长单片机的Flash擦写寿命呢？本文就以SILICON LABS的8位单片机EFM8SB10F8G为例，教大家如何延长单片机的Flash擦写寿命。
EFM8SB10F8G的Datasheet上Table4.4标称Flash擦除次数典型值是100K次，一个Flash Page是512字节，也就是在执行擦除指令时，一次至少擦除512字节的数据。EFM8SB10F8G提供了Flash自编程的读、写和擦除函数以及对Flash操作的参考例程。Flash支持单字节读和写，但是每次在更新数据之前必须要先擦除原来的数据，不能在原数据基础上直接写新数据内容。假设每次需要更新的数据长度是16个字节，最简单的方法就是在每次更新数据之前执行擦除指令，然后写入新数据。但是更新数据频率比较高的应用场合，这种方法显然是不行的。此时需要采取“空间换时间”的方法了，擦写的次数和存储数据长度的大小成反比。“空间换时间”就是指利用相对多的Flash空间来换取相对多的擦写时间(次数)。在第一次执行擦除指令后，可以依次将数据写入Flash的这一页，当写满一页后再进行擦除操作。这样的话，一页512字节空间，每次写入16字节长度的数据，一页就可以写32个数据块，写满后再全部擦除，而不用每次写数据前都擦除，该页的擦除次数就可以提高32倍，也就是100K*32=320万次了。
既然思路清晰了，那么软件实现起来就相对比较简单。首先需要选取数据块中的某一字节作为地址INDEX，更新数据时第一个写入Flash。Flash的编程原理都是只能将1写为0，而不能将0写为1。所以在Flash编程之前，必须将对应的页擦除，而擦除的过程就是把所有位都写为1的过程，页内的所有字节变为0xFF。
写入数据实现过程：每次写入数据时，从低地址到高地址依次(以16位步进)判断INDEX的内容，为了防止实际数据中包含0xFF内容，从而出现误判的情况，建议判断INDEX和INDEX+1两个地址的内容。如果都为0xFF，表示该地址空间未被写过数据，写入需要更新的数据；如果至少有一个不为0xFF，表示该地址空间已被写过数据，继续查询，直到查到内容都为0xFF为止；如果所有的INDEX(32个)和INDEX+1都至少有一个不为0xFF，表示该页已经写满，执行擦除指令后从首地址写入数据。
读取数据实现过程：每次读取数据时，从高地址到低地址依次(以16为步进)判断INDEX的内容，这样是为了查询到最新的数据。同样为了防止实际数据中包含0xFF内容，从而出现误判的情况，建议判断INDEX和INDEX+1两个地址的内容。如果至少有一个不为0xFF，表示该地址已写过数据，读取数据；如果所有的INDEX（32个）和INDEX+1都为0xFF，表示该页还未写入数据。
通过上面的方式，并不是真正的提升了单片机Flash的擦写次数，但是却延长了Flash的擦写寿命，实现了需要频繁更新数据的应用。
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古月工 Lv8. 研究员 2018-12-21学习 -
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z24656 Lv6. 高级专家 2018-12-21好 -
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LouBing Lv7. 资深专家 2018-04-06谢谢经验分享
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SILICON LABS 8-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 8位MCU选型，MCU Core 8051，频率20MHz~100MHz，Flash存储2kB~120kB，RAM存储0.25kB~8kB。
|
产品型号
|
品类
|
系列
|
Frequency（MHz）
|
Flash (kB)
|
RAM (kB)
|
Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Dig I/O Pins
|
ADC 1
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
|
PCA Channels
|
DAC
|
Comparators
|
UART
|
SPI
|
I2C
|
HS I2C Slave
|
EMIF
|
CAN
|
LIN
|
VREF
|
Debug Interface
|
|
C8051F392-A-GM
|
8位MCU
|
C8051F39x Small Form Factor
|
50
|
16
|
1
|
1.8
|
3.6
|
QFN20
|
4x4
|
±2
|
17
|
10-bit, 16-ch., 500 ksps
|
Temp Sensor
|
6
|
3
|
10-bit, 2-ch.
|
1
|
1
|
1
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
VREF
|
C2
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
SILICON LABS EFM8 Sleepy Bee 8-bit Microcontrollers选型表
SILICON LABS 8位MCU选型，基于25MHz Frequency,2~64kB Flash,0.25~4kB RAM等参数进行选型
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产品型号
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品类
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MCU Core
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
|
PCA Channels
|
Comparators
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UART
|
SPI
|
I2C
|
HS I2C Slave
|
I2S
|
EMIF
|
CAN
|
LIN
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Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
VREF
|
Debug Interface
|
Temperature Range (ºC)
|
|
EFM8SB10F8G-QFN20
|
Microcontroller
|
8051
|
25
|
8
|
0.5
|
16
|
12-bit, 9-ch.
|
Temp Sensor
|
4
|
3
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1.8
|
3.6
|
QFN20
|
3x3
|
±2
|
VREF
|
C2
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-40 to 85
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
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