From Zero To Hero | 片內(nèi)FLASH讀寫失敗問題分析

STM32的存儲器通常包含內(nèi)部SRAM、內(nèi)部FLASH，部分系列還包含EEPROM。其中FLASH通常用于存儲代碼或數(shù)據(jù)，可被讀寫訪問。

STM32的FLASH組織結(jié)構(gòu)，可能因不同系列、型號略有不同。比如大家熟悉的STM32F1中小容量一頁大小只有1K，而F1大容量一頁有2K。

還比如有些系列以扇區(qū)為最小單元，有的扇區(qū)最小16K，有的128K不等。

本文主要結(jié)合F4系列來描述關(guān)于FLASH的相關(guān)內(nèi)容。

1.Flash 結(jié)構(gòu)

通常Flash包含幾大塊，這里以F40x為例：

• 主存儲器：用來存放用戶代碼或數(shù)據(jù)。

• 系統(tǒng)存儲器：用來存放出廠程序，一般是啟動程序代碼。

• OTP 區(qū)域：一小段一次性可編程區(qū)域，供用戶存放特定的數(shù)據(jù)。

• 選項字節(jié)：存放與芯片資源或?qū)傩韵嚓P(guān)的配置信息。

  
  

2.Flash 常規(guī)操作

Flash 讀、寫（編程）、擦除：

• 128 位寬數(shù)據(jù)讀取
• 字節(jié)、半字、字和雙字數(shù)據(jù)寫入
• 扇區(qū)擦除與全部擦除

Flash 讀、寫保護：通過配置選項字節(jié)實現(xiàn)。

3.Flash 容量

STM32的Flash容量出廠已經(jīng)決定，可根據(jù)型號得知容量大小。

4.存儲器端格式

目前STM32存儲器組織結(jié)構(gòu)默認為小端格式：數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址。

更多內(nèi)容請查閱芯片對應的參考手冊。

STM32內(nèi)部Flash具有讀寫保護功能，想要對Flash進行讀寫操作，首先要去除讀寫保護，讀寫保護通過配置選項字節(jié)完成。

配置選項字節(jié)，常見兩種方式：1.軟件編碼；2.編程工具；

1.軟件編碼

比如STM32F4系列標準外設庫庫提供函數(shù)：

void FLASH_OB_Unlock(void);void FLASH_OB_Lock(void);void FLASH_OB_WRPConfig(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState);void FLASH_OB_WRP1Config(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState);void FLASH_OB_PCROPSelectionConfig(uint8_t OB_PcROP);void FLASH_OB_PCROPConfig(uint32_t OB_PCROP, FunctionalState NewState);void FLASH_OB_PCROP1Config(uint32_t OB_PCROP, FunctionalState NewState);void FLASH_OB_RDPConfig(uint8_t OB_RDP);void FLASH_OB_UserConfig(uint8_t OB_IWDG, uint8_t OB_STOP, uint8_t OB_STDBY);void FLASH_OB_BORConfig(uint8_t OB_BOR);void FLASH_OB_BootConfig(uint8_t OB_BOOT);FLASH_Status FLASH_OB_Launch(void);uint8_t FLASH_OB_GetUser(void);uint16_t FLASH_OB_GetWRP(void);uint16_t FLASH_OB_GetWRP1(void);uint16_t FLASH_OB_GetPCROP(void);uint16_t FLASH_OB_GetPCROP1(void);FlagStatus FLASH_OB_GetRDP(void);uint8_t FLASH_OB_GetBOR(void);

軟件編碼通過調(diào)用這些函數(shù)接口就可以配置選項字節(jié)。

2.編程工具

比如STM32CubeProg編程工具：

配置STM32選項字節(jié)，還可通過ST-LINK Utility、STVP等類似工具進行配置。

提示：不同型號的STM32選項字節(jié)可能略有差異。

STM32內(nèi)部Flash和其他外部Flash類似，支持讀、寫、擦除等常規(guī)操作。對內(nèi)部Flash操作之前通常需要解鎖、去保護等操作。

比如：

FLASH_OB_Lock();FLASH_OB_WRPConfig(OB_WRP_Sector_All, ENABLE);FLASH_OB_PCROPConfig(OB_PCROP_Sector_All, ENABLE);

1.讀數(shù)據(jù)

讀取內(nèi)部Flash數(shù)據(jù)通常有兩種方式：

• 通過程序（編碼）讀取
• 通過外部（編程）工具讀取

    

     uint32_t uwData32 = 0;
     uint32_t uwAddress = 0x08001000;
     uwData32 = *(__IO uint32_t*)uwAddress;
    

2.寫數(shù)據(jù)

往STM32內(nèi)部Flash寫數(shù)據(jù)和讀數(shù)據(jù)類似，但寫數(shù)據(jù)地址不能有數(shù)據(jù)，也就是寫之前要擦除數(shù)據(jù)。

所以，相對讀數(shù)據(jù)，通常寫之前需要一些額外操作，比如：

FLASH_Unlock();FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR |                 FLASH_FLAG_PGAERR | FLASH_FLAG_PGPERR|FLASH_FLAG_PGSERR); 

通過工具寫數(shù)據(jù)，就是我們量產(chǎn)時說的下載數(shù)據(jù)，正式一點說法叫編程。

3.擦除數(shù)據(jù)

擦除數(shù)據(jù)通常分擦除頁、扇區(qū)、整塊，擦除時間也因型號不同、速度不同有差異。

提示：該部分內(nèi)容建議參考官方提供的Demo（標準外設庫和HAL都有基本例程）

STM32內(nèi)部Flash主要用途是存儲程序代碼和數(shù)據(jù)。操作內(nèi)部Flash要慎重，一旦操作不當就有可能會破壞整個程序。

問題一：編程（寫數(shù)據(jù)）地址非對齊

寫數(shù)據(jù)時，我們要指定寫入的地址，如果寫入地址為非對齊，則會出現(xiàn)編程對齊錯誤。

比如：

遵循32位（4字節(jié)）地址對齊，你的地址只能是4的倍數(shù)。0x08001000正確，0x08001001錯誤。

提示：不同型號對齊寬度可能不同，有的32位、有的128位等。

解決辦法：通過“取余”判斷地址。

問題二：編程地址數(shù)據(jù)未擦除

寫數(shù)據(jù)之前需要擦除對應地址數(shù)據(jù)才能正常寫入，否則會出現(xiàn)失敗。

我們擦除數(shù)據(jù)通常是頁，或扇區(qū)，寫入某個地址數(shù)據(jù)，就可能影響其他地址的數(shù)據(jù)，如果直接覆蓋就會出現(xiàn)問題。

解決辦法：通常的做法是讀出整頁（或扇區(qū)）數(shù)據(jù)并緩存，再擦除整頁，再寫入。

問題三：擦除時讀取數(shù)據(jù)

STM32內(nèi)部Flash在進行寫或擦除操作時，總線處于阻塞狀態(tài)，此時讀取Flash數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)失敗。【雙BANK模式除外】

解決辦法：通過標志判斷寫/擦除操作是否完成。

問題四：電壓不穩(wěn)定寫入失敗

處于外界干擾較大的環(huán)境，供電就有暫降的可能，而對STM32內(nèi)部Flash進行操作時，如果低于特定電壓就會出現(xiàn)編程失敗。

操作Flash的最低電壓既與工作頻率有關(guān)，也與STM32型號有關(guān)（具體需要看數(shù)據(jù)手冊）。

解決辦法：通過完善硬件電路保證電壓穩(wěn)定。電源電壓不夠或不穩(wěn)導致隱患往往不易覺察！！

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長按前往圖中包含的公眾號關(guān)注