From Zero To Hero | 片內(nèi)FLASH讀寫失敗問題分析
STM32的存儲(chǔ)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(chǔ)代碼或數(shù)據(jù),可被讀寫訪問。
STM32 FLASH 基礎(chǔ)內(nèi)容
STM32的FLASH組織結(jié)構(gòu),可能因不同系列、型號(hào)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(chǔ)器:用來存放用戶代碼或數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)存儲(chǔ)器:用來存放出廠程序,一般是啟動(dòng)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(xiàng)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?jǐn)?shù)據(jù)寫入 -
扇區(qū)擦除與全部擦除
Flash 讀、寫保護(hù):通過配置選項(xiàng)字節(jié)實(shí)現(xiàn)。
3.Flash 容量
STM32的Flash容量出廠已經(jīng)決定,可根據(jù)型號(hào)得知容量大小。
4.存儲(chǔ)器端格式
目前STM32存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)默認(rèn)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(yīng)的參考手冊。
FLASH 選項(xiàng)字節(jié)
STM32內(nèi)部Flash具有讀寫保護(hù)功能,想要對Flash進(jìn)行讀寫操作,首先要去除讀寫保護(hù),讀寫保護(hù)通過配置選項(xiàng)字節(jié)完成。
配置選項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)外設(shè)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(xiàng)字節(jié)。
2.編程工具
比如STM32CubeProg編程工具:
配置STM32選項(xiàng)字節(jié),還可通過ST-LINK Utility、STVP等類似工具進(jìn)行配置。
提示:不同型號(hào)的STM32選項(xiàng)字節(jié)可能略有差異。
FLASH 讀寫擦除操作
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(hù)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(shí)說的下載數(shù)據(jù),正式一點(diǎn)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(shí)間也因型號(hào)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(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫和HAL都有基本例程)
FLASH 常見問題
STM32內(nèi)部Flash主要用途是存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)。操作內(nèi)部Flash要慎重,一旦操作不當(dāng)就有可能會(huì)破壞整個(gè)程序。
問題一:編程(寫數(shù)據(jù))地址非對齊
寫數(shù)據(jù)時(shí),我們要指定寫入的地址,如果寫入地址為非對齊,則會(huì)出現(xiàn)編程對齊錯(cuò)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(cuò)誤。
提示:不同型號(hào)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(yīng)地址數(shù)據(jù)才能正常寫入,否則會(huì)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(gè)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(huì)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(shí)讀取數(shù)據(jù)
STM32內(nèi)部Flash在進(jìn)行寫或擦除操作時(shí),總線處于阻塞狀態(tài),此時(shí)讀取Flash數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)失敗?!倦pBANK模式除外】
解決辦法:通過標(biāo)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(jìn)行操作時(shí),如果低于特定電壓就會(huì)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(hào)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(dǎo)致隱患往往不易覺察!!
復(fù)盤一下
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