结合F4系列描述关于FLASH的相关内容

描述

FLASH,指Flash Memory,是一种非易失性存储器(闪存),掉电能正常保存数据。

STM32的存储器通常包含内部SRAM、内部FLASH,部分系列还包含EEPROM。其中FLASH通常用于存储代码或数据,可被读写访问。

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STM32 FLASH 基础内容

STM32的FLASH组织结构,可能因不同系列、型号略有不同。比如大家熟悉的STM32F1中小容量一页大小只有1K,而F1大容量一页有2K。

还比如有些系列以扇区为最小单元,有的扇区最小16K,有的128K不等。

本文主要结合F4系列来描述关于FLASH的相关内容。

1.Flash 结构

通常Flash包含几大块,这里以F40x为例:

主存储器:用来存放用户代码或数据。

系统存储器:用来存放出厂程序,一般是启动程序代码。

OTP 区域:一小段一次性可编程区域,供用户存放特定的数据。

选项字节:存放与芯片资源或属性相关的配置信息。

STM32

2.Flash 常规操作

Flash 读、写(编程)、擦除:

128 位宽数据读取

字节、半字、字和双字数据写入

扇区擦除与全部擦除

(提示:不同系列可能存在差异,比如还有字节读取,页擦除等)

Flash 读、写保护:通过配置选项字节实现。

3.Flash 容量

STM32的Flash容量出厂已经决定,可根据型号得知容量大小。

4.存储器端格式

目前STM32存储器组织结构默认为小端格式:数据的低字节保存在内存的低地址。

更多内容请查阅芯片对应的参考手册。

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FLASH 选项字节

STM32内部Flash具有读写保护功能,想要对Flash进行读写操作,首先要去除读写保护,读写保护通过配置选项字节完成。

配置选项字节,常见两种方式:1.软件编码;2.编程工具;

1.软件编码

比如STM32F4系列标准外设库库提供函数:

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);

软件编码通过调用这些函数接口就可以配置选项字节。

2.编程工具

比如STM32CubeProg编程工具:

配置STM32选项字节,还可通过ST-LINK Utility、STVP等类似工具进行配置。

提示:不同型号的STM32选项字节可能略有差异。

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FLASH 读写擦除操作

STM32内部Flash和其他外部Flash类似,支持读、写、擦除等常规操作。对内部Flash操作之前通常需要解锁、去保护等操作。

比如:

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

1.读数据

读取内部Flash数据通常有两种方式:

通过程序(编码)读取

通过外部(编程)工具读取

程序(编码)读取:

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

外部编程工具读取:读取前提:没有读保护,设置好读取地址,长度、数据宽度等。

2.写数据

往STM32内部Flash写数据和读数据类似,但写数据地址不能有数据,也就是写之前要擦除数据。

所以,相对读数据,通常写之前需要一些额外操作,比如:

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

通过工具写数据,就是我们量产时说的下载数据,正式一点说法叫编程。

3.擦除数据

擦除数据通常分擦除页、扇区、整块,擦除时间也因型号不同、速度不同有差异。

提示:该部分内容建议参考官方提供的Demo(标准外设库和HAL都有基本例程)

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FLASH 常见问题

STM32内部Flash主要用途是存储程序代码和数据。操作内部Flash要慎重,一旦操作不当就有可能会破坏整个程序。

问题一:编程(写数据)地址非对齐

写数据时,我们要指定写入的地址,如果写入地址为非对齐,则会出现编程对齐错误。

比如:

遵循32位(4字节)地址对齐,你的地址只能是4的倍数。0x08001000正确,0x08001001错误。

提示:不同型号对齐宽度可能不同,有的32位、有的128位等。

解决办法:通过“取余”判断地址。

问题二:编程地址数据未擦除

写数据之前需要擦除对应地址数据才能正常写入,否则会出现失败。

我们擦除数据通常是页,或扇区,写入某个地址数据,就可能影响其他地址的数据,如果直接覆盖就会出现问题。

解决办法:通常的做法是读出整页(或扇区)数据并缓存,再擦除整页,再写入。

问题三:擦除时读取数据

STM32内部Flash在进行写或擦除操作时,总线处于阻塞状态,此时读取Flash数据就会出现失败。【双BANK模式除外】

解决办法:通过标志判断写/擦除操作是否完成。

问题四:电压不稳定写入失败

处于外界干扰较大的环境,供电就有暂降的可能,而对STM32内部Flash进行操作时,如果低于特定电压就会出现编程失败。

操作Flash的最低电压既与工作频率有关,也与STM32型号有关(具体需要看数据手册)。

解决办法:通过完善硬件电路保证电压稳定。电源电压不够或不稳导致隐患往往不易觉察!!

复盘一下▼FLASH 基础内容:结构、常规操作、容量、大小端格式;▼FLASH 选项字节:通过软件编码和编程工具配置;▼FLASH 读写擦除操作:常规程序读写操作、工具的读写操作;▼FLASH 常见问题:编程地址非对齐、数据未擦除、擦除同时读取数据、电压不稳定写入失败。

原文标题:STM32学习笔记 | 片内FLASH读写失败问题分析

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责任编辑:haq

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