瑞萨RA系列FSP库开发实战指南之MCU芯片内部FLASH存储器的框图分析

35.2

RA6M5/RA4M2内部FLASH的框图分析

RA6M5和RA4M2这两RA子系列MCU的内部FLASH模块其结构是基本一致的。

与RA6M5、RA4M2内部Flash相关的模块框图如下图所示。

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35.2.1

Flash定序器和FACI命令

如图中①所示。

相关信号：

FCLK：Flash时钟输入信号

FIFERR：Flash接口错误中断信号引脚

FRDYI：Flash就绪中断信号引脚

Flash时钟源（FCLK）：Flash时钟源是Flash外设在执行所有Flash操作时使用的时钟。调用flash_api_t::open函数时，如果Flash时钟源无效，那么它将返回FSP_ERR_FCLK。一旦打开了Flash API，如果Flash时钟源频率发生了更改，则必须调用flash_api_t::updateFlashClockFreq API函数来通知API已更改Flash时钟源频率。不这样做可能导致Flash操作失败，并且可能损坏部件。

中断：仅当使用数据闪存BGO模式时才需要启用Flash就绪中断。在这种模式下，应用程序可以启动数据闪存操作，然后使用用户提供的回调函数异步通知其完成或错误。回调函数传递了一个包含事件信息的结构，这些信息指示回调事件的源（例如，flash_api_t::FLASH_EVENT_ERASE_COMPLETE）。当FLASH FRDYI中断被启用时，相应的ISR将在FLASH驱动程序中定义。如果用flash_api_t::open API注册了用户回调函数，ISR将调用该函数。

FLASH HP支持额外的FLASH错误中断，FLASH HP启用BGO模式，那么FLASH就绪中断和FLASH错误中断都必须启用（分配优先级）。

Flash定序器（Flash Sequencer）和FACI命令（FACI Commands）：FACI根据特定的FACI命令控制FCU。

下表列出了所有的FACI命令（FACI Commands）：

表7：FACI Commands

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35.2.2

内部Flash存储器

如图中②所示。

此部分包含了用户可通过Flash接口操作的内部Flash存储器：

代码闪存（Code Flash Memory）

数据闪存（Data Flash Memory）

选项设置存储器（Option-Setting Memory）

针对代码闪存，还有一个高速缓存器（Flash Cache）用来加速对代码闪存的访问操作。

35.2.3

FLBIU、FHBIU

如图中③所示。

CPU通过FLBIU、FHBIU这两者来访问内部Flash存储器：

PLBIU（Peripheral Low speed Bus Interface Unit）是外设低速总线接口单元，CPU可通过此访问数据闪存和FACI。该总线接口的最大时钟频率为FCLK的50MHz

PHBIU（Peripheral High speed Bus Interface Unit）是外设高速总线接口单元，CPU可通过此访问代码闪存（高速缓存器）和选项设置存储器。该总线接口的最大时钟频率为ICLK的200MHz

35.3

RA2L1内部FLASH的框图分析

与RA2L1内部Flash有关的模块框图如下图所示。

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35.3.1

Flash控制块

如图中①示。

Flash控制块（Flash Control Block (FCB)）其功能是实现Flash相关操作的逻辑，与RA6M5和RA4M2的Flash定序器是类似的。

35.3.2

内部Flash存储器

如图中②所示。

此部分包含了用户可通过Flash接口操作的内部Flash存储器：

代码闪存（Code Flash Memory）

数据闪存（Data Flash Memory）

针对代码闪存，还有一个预取缓存器（Prefetch Buffer）用来加速对代码闪存的访问操作。

35.4

内部FLASH的操作过程及使用注意事项

35.4.1

内部FLASH的写入过程

擦除：先擦除Block。擦除操作将擦除所提供地址所在的整个块。

空白检查：对于Data Flash，如果需要确认Block是否已经被擦除，一定是通过空白检查来判断Block是否空白，而不能通过读取数据是否0xFF来判断，因为不能保证擦除的数据闪存块的读取值为0xFF。一般在擦除操作成功后，也可以省略掉进行空白检查的步骤，直接对已擦除的区域进行下一步编程（写入）操作。

编程（写入）：将数据写入到Flash。写入操作必须在页边界上对齐，并且必须是页边界大小的倍数。

35.4.2

内部FLASH的读取过程

无论Code Flash还是Data Flash都支持直接通过指定地址读取其中数据。因此在读取内部FLASH数据时，把地址转换为C语言指针进行读取即可。

35.4.3

内部FLASH的使用注意事项

注意事项

不可以对Code Flash或Data Flash连续两次进行编程（对于选项设置区域可以）。若要编程（写入）已经被编程过了的区域，需要先擦除该目标区域。

必须确保在数据闪存操作期间不访问数据闪存，这包括可能访问数据闪存的中断。

不能保证擦除的数据闪存块的读取值为0xFF。应使用空白检查来确定内存是否已被擦除但尚未编程。

代码闪存的使用注意事项

在对代码闪存进行写入、擦除或空白检查时无法访问代码闪存。

在修改访问窗口、选择启动区域或设置ID代码时，无法访问代码闪存。

为了支持修改代码闪存，所有的支持代码必须驻留在RAM。这只有在代码闪存编程启用时才能完成。

代码闪存不支持BGO模式，因此代码闪存操作函数在完成之前不会返回。

默认情况下，矢量表驻留在代码闪存中。如果在代码闪存操作期间发生中断，那么代码闪存将被访问以获取中断的起始地址，并发生错误。最简单的解决方法是在代码闪存操作期间禁用中断。另一种选择是将矢量表复制到RAM，相应地更新VTOR（矢量表偏移寄存器），并确保任何中断服务例程在RAM外执行。

类似地，必须确保在多线程环境中，当代码闪存操作正在进行时，从代码闪存运行的线程不能变为活动线程。