4.1 實驗內(nèi)容

通過本實驗主要學習以下內(nèi)容：

? FMC控制器原理；

? FMC擦寫讀操作；

4.2 實驗原理

4.2.1 FMC控制器原理

FMC即Flash控制器，其提供了片上Flash操作所需要的所有功能，在GD32F4xx系列MCU中，F(xiàn)lash前512KB字節(jié)空間內(nèi)， CPU執(zhí)行指令零等待，具有相同主頻下最快的代碼執(zhí)行效率。FMC也提供了扇區(qū)擦除和整片擦除操作，以及32位整字/16位半字/字節(jié)編程等閃存操作。

另外GD32F470xx， GD32F427xx和GD32F425xx系列還額外提供了頁（4KB）擦除操作

GD32F4xx系列MCU支持最大3M Flash空間。

GD32F4xx系列MCU可以支持最大3M的Flash空間，BANK0的空間為1MB，前4個扇區(qū)為16KB，第五個扇區(qū)為64KB，之后的扇區(qū)為128KB；BANK1的空間為2MB，前4個扇區(qū)為16KB，第五個扇區(qū)為64KB，之后七個扇區(qū)為128KB；剩下的扇區(qū)為256KB。

有關(guān)Flash擦寫操作均需要先解鎖Flash，然后進行擦寫操作，擦寫完成后再進行鎖Flash，注意Flash特性只能由1寫0，也就是Flash需要先擦除才能寫入新的數(shù)據(jù)，如果確保寫入地址的數(shù)據(jù)為全0xFF，也可以直接寫入。讀取Flash數(shù)據(jù)可以采取直接尋址的方式進行讀取。

下面為各位讀者介紹Flash擦寫讀的相關(guān)操作。

4.2.2 Flash擦除操作原理

Flash擦除可分為扇區(qū)擦除以及整片擦除，如下圖所示，扇區(qū)擦除時間典型值為200-600ms（根據(jù)扇區(qū)大小進行區(qū)分），整片擦除也根據(jù)容量大小會有差異。

有關(guān)Flash的相關(guān)操作均在gd32f4xx_fmc.c中實現(xiàn)，下面介紹下擦除實現(xiàn)的函數(shù)，如下表所示。

4.2.3 Flash寫入編程操作原理

GD32F4xx系列MCU可支持32位整字編程/16位半字以及字節(jié)編程，如下圖所示，F(xiàn)lash 32位整字編程時間典型值為37.5us。

有關(guān)Flash編程實現(xiàn)函數(shù)如下表所示。

4.2.4 Flash讀取操作原理

Flash讀取可以采用直接尋址的方式進行操作，具體可參考以下示例代碼。

C
uint32_t read_data;
read_data = *(uint32_t *)0x08001000;

注意：有關(guān)Flash有以下參數(shù)讀者需要了解，GD32F4xx系列MCU的內(nèi)部Flash具有至少10萬次的擦寫次數(shù)以及20年的數(shù)據(jù)保持能力，但需注意，隨著擦寫次數(shù)的增加數(shù)據(jù)保持時間會下降。

4.3 硬件設(shè)計

本例程不涉及硬件電路。

4.4 代碼解析

4.4.1 Flash寫入多字節(jié)函數(shù)

Flash寫入多字節(jié)操作函數(shù)如下所示，寫入的過程主要分為擦寫兩個操作，由于Flash特有特性，需要先擦除才可以寫入，因而需要確保寫入地址的初識數(shù)據(jù)為0xFF。本函數(shù)可以實現(xiàn)根據(jù)地址識別對應頁并進行擦除的功能，使用上非常方便，使用者只需要關(guān)心擦寫的起始地址以及數(shù)據(jù)和長度即可，擦寫的位置函數(shù)中會進行實現(xiàn)。

C
void fmc_write_data(uint32_t write_start_addr, uint8_t *data_buf, uint16_t data_lengh)
{
uint32_t write_addr,erase_addr;
uint16_t data_write_num=0;
int32_t data_earse_num;
fmc_unlock(); ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????/* 解鎖FMC */
/* 清除錯誤標志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RDDERR|FMC_FLAG_PGSERR|FMC_FLAG_PGMERR|FMC_FLAG_WPERR|FMC_FLAG_OPERR);

erase_addr = write_start_addr;
data_earse_num = data_lengh;

if(write_start_addr%FLAG_PAGE_SIZE == 0) ?/* 若寫入地址為頁起始地址 */
{
for(;data_earse_num>0;)
{
fmc_page_erase(erase_addr);
/* 清除錯誤標志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RDDERR|FMC_FLAG_PGSERR|FMC_FLAG_PGMERR|FMC_FLAG_WPERR|FMC_FLAG_OPERR);
erase_addr+=FLAG_PAGE_SIZE;
data_earse_num-=FLAG_PAGE_SIZE;

}
}else{
/*若寫入地址不是頁起始地址*/
for(;(data_earse_num>0||erase_addr>=write_start_addr+data_lengh);)
{
fmc_page_erase(erase_addr);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RDDERR|FMC_FLAG_PGSERR|FMC_FLAG_PGMERR|FMC_FLAG_WPERR|FMC_FLAG_OPERR);
erase_addr+=FLAG_PAGE_SIZE;
data_earse_num-=FLAG_PAGE_SIZE;
}
}

/* 寫入數(shù)據(jù) */
write_addr = write_start_addr;
for(data_write_num = 0; data_write_num<data_lengh;data_write_num++)
{
fmc_byte_program(write_addr, data_buf[data_write_num]);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RDDERR|FMC_FLAG_PGSERR|FMC_FLAG_PGMERR|FMC_FLAG_WPERR|FMC_FLAG_OPERR);
write_addr++;
}
fmc_lock();
}

4.4.2 Flash讀取數(shù)據(jù)函數(shù)

Flash讀取數(shù)據(jù)函數(shù)如下所示，采用直接尋址的方式，讀取字節(jié)數(shù)據(jù)。

C
uint8_t fmc_read_data(uint32_t write_read_addr)
{
return *(uint8_t *)write_read_addr;
}

4.4.3 主函數(shù)

主函數(shù)如下所示，通過該函數(shù)實現(xiàn)對flash起始地址為0x080A0000的前10個字節(jié)擦寫以及讀取的驗證。

C
int main(void)
{
uint16_t read_num =0;
uint8_t i_num;
driver_init();
bsp_led_group_init();
bsp_uart_init(&BOARD_UART); ??????????????????????????????????????????????????????????????????/* 板載UART初始化 */
printf_log("Example of internal Flash read-write demo.\r\n");
printf_log("Write data to internal Flash.\r\n");
fmc_write_data(WRITE_START_ADDR,write_data,sizeof(write_data)); ???/* 向WRITE_START_ADDR地址寫入10個雙字節(jié)數(shù)據(jù) */
printf_log("Read data from internal Flash.\r\n");
for(read_num=0;read_num<sizeof(write_data);read_num++)
{
read_data[read_num] = fmc_read_data(WRITE_START_ADDR+read_num); /* 從WRITE_START_ADDR讀取10個雙字節(jié)數(shù)據(jù) */
}
printf_log("Verify the written and read data.\r\n");
for(i_num=0;i_num<sizeof(write_data);i_num++)
{
/* 校驗數(shù)據(jù) */
if(read_data[i_num]!=write_data[i_num])
{
/* 校驗數(shù)據(jù)出錯 */
printf_log("Error in verifying data.\r\n");
printf_log("Turn on LED1.\r\n");
bsp_led_on(&LED1);
while(1);
}else{
}
}
/* 校驗數(shù)據(jù)成功 */
printf_log("Turn on LED1.\r\n");
bsp_led_on(&LED1);
printf_log("Verify that the data is correct and that the written and read data are consistent.\r\n");

while (1)
{
}
}

4.5 實驗結(jié)果

將本實驗燒錄到紫藤派實驗板中，運行后可以觀察到LED1常亮，表明擦寫以及讀取實驗正常。

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