LPC55xx: FLASH的基本原理与读写操作

小恩GG · 发表于 2021-5-13 15:18:27

FLASH全名叫做Flash Memory，属于非易失性存储设备(Non-volatile MemoryDevice)。FLASH分层结构为块（Block）>扇区（Sector）>页（Page）。一个FLASH设备可以有多个块（Block），每个块可以对应多个扇区（Sector），每个扇区可以对应多个页（Page）。举个例子，可以将一个块（Block）看作一个存储货物的货仓，那么每个扇区（Sector）可以看作货仓里的一个集装箱，每个页（Page）看作集装箱里的一个货箱，将数据看作货箱里的货物，管理员根据实际情况去调整货物存储位置以及分配方式，即用户可以根据实际情况调整数据在FLASH中的存储位置以及分配方式。

以LPC55S69-EVK为例，其包含一个块（Block），块大小为640K，每个块包含20个扇区（Sector），扇区大小为32K，每个扇区包含64个页（Page），页大小为512B。

FLASH基本操作为读、写、擦除等。片上FLASH擦除与写操作的最小单元是页（Page），读操作最小单元为字节(Byte)。

以MCUXpresso SDK中的/boards/lpcxpresso55s69/driver_examples/flashiap为例，先熟悉FLASH基本操作的API。打开fsl_iap.h，查看如下结构体与函数。

Demo的流程为：

1. 初始化

初始化flash_config_t，并通过FLASH_GetProperty函数获取片上FLASH属性，调试得到如下结果：

通过数据手册可知：

片上FLASH为640K，其中预留了10K，故可用FLASH为630K。FLASH总大小为640K，Block数量为1，每个Block有20个32K的Sector，每个sector有64个512B的Page。

2. 擦除操作

最后一页首地址=FLASH偏移地址+FLASH总大小-页大小，使用FLASH_Erase函数对最后一页（Page）进行擦除操作，并使用FLASH_VerifyErase验证擦除，擦除操作的最小单元为页（page，512bytes）。

3. 写操作

使用FLASH_Program对最后一页（Page）进行写操作，并使用FLASH_VerifyProgram验证写入，写操作的最小单元为页（page，512bytes）。

4. 读操作

利用*(volatile uint32_t *)(地址如0x0009DC00)进行强制类型转换读取地址中的值，或使用FLASH_Read函数进行读操作，读操作的最小单元为字节（byte）。

对于片上FLASH来说，写与擦除操作最小单元是页（Page），所以写数组大小应为页大小（512bytes）或其整数倍，当然读写擦除的单元也可以是扇区（Sector），只需将数组大小更改为扇区大小(32K)，并在读写擦除函数传参时修改长度参数即可。LPC55S69为32位单片机，每一个地址对应的数据为一个字节也就是8位，本例中使用的读写数组为32位，写与擦除操作单元为页(Page)，故数组长度应为页大小/4。同样，在进行读操作时，每读取一个32位数据应跨过四个地址，即data01 = *(volatile uint32_t*)（0x00000000）,则data02 = *(volatile uint32_t *)（0x00000004）；

有些用户在对FLASH进行读操作时会出现Hard_Fault_Handler()异常中断，这是因为LPC55S69的机制是必须对FLASH ECC进行校验才可以读取，擦除FLSAH无法执行校验，而写FLASH会对ECC自动校验。故如果Flash的某个扇区处于被擦除的状态，我们只需要在通过AHB总线读取内存区域之前对该区域执行写操作，这样ECC校验更新正确后，就可以正常读Flash。详情见如下：

LPC55Sxx Flash读取遇到HardFault该如何解决？

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