4.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

• FMC控制器原理；
• FMC擦寫讀操作；

4.2實(shí)驗(yàn)原理

4.2.1FMC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GD32H7XX系列MCU中，具有高達(dá)3840KB字節(jié)的片上閃存可用于存儲(chǔ)指令或數(shù)據(jù)。FMC也提供了扇區(qū)擦除和整片擦除操作以及編程操作。

Flash讀取可以支持64字節(jié)雙字、32位整字、16位半字或字節(jié)讀操作；Flash編程可以支持64位雙字、32位整字編程；Flash擦除支持扇區(qū)擦除和整片擦除操作。

Flash具有僅執(zhí)行的專用代碼讀保護(hù)區(qū)域，便于芯片代碼保護(hù)以及二次合作開發(fā)。

FMC框圖如下所示，F(xiàn)MC支持用以訪問代碼或數(shù)據(jù)的64位AXI接口以及用以訪問寄存器的32位AHB從機(jī)接口。

閃存包括3840KB字節(jié)主閃存，分為960個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)大小為4KB，和64KB用于引導(dǎo)加載程序的信息塊。主存儲(chǔ)閃存的每個(gè)扇區(qū)都可以單獨(dú)擦除 。

有關(guān)Flash擦寫操作均需要先解鎖Flash，然后進(jìn)行擦寫操作，擦寫完成后再進(jìn)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(jìn)行讀取。

下面為各位讀者介紹Flash擦寫讀的相關(guān)操作。

4.2.2Flash擦除操作原理

Flash擦除可分為塊擦除以及整片擦除，如下圖所示，扇區(qū)擦除時(shí)間典型值為100ms，整片擦除也根據(jù)容量大小會(huì)有差異。

有關(guān)Flash的相關(guān)操作均在gd32h7xx_fmc.c中實(shí)現(xiàn)，下面介紹下擦除實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，如下表所示。

4.2.3Flash寫入編程操作原理

GD32H7系列MCU可支持64位雙字/32位整字編程，如下圖所示，F(xiàn)lash 32位整字編程時(shí)間典型值為1us。

有關(guān)Flash編程實(shí)現(xiàn)函數(shù)如下表所示。

4.2.4Flash讀取操作原理

Flash讀取可以采用直接尋址的方式進(jìn)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，GD32H7xx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(shí)間會(huì)下降。

4.3硬件設(shè)計(jì)

本例程不涉及硬件電路。

4.4代碼解析

4.4.1Flash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(gè)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(shí)數(shù)據(jù)為0xFF。本函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)地址識(shí)別對(duì)應(yīng)頁并進(jìn)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(huì)進(jìn)行實(shí)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,data_lengh_word=data_lengh/4;
int32_t data_earse_num;
uint32_t* pbuff=(uint32_t*)data_buf;

if(data_lengh%4 !=0)
{
data_lengh_word++;
}


fmc_unlock(); /* 解鎖FMC */
/* 清除錯(cuò)誤標(biāo)志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCCOR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCDET);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_OBMERR);

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_sector_erase(erase_addr);
/* 清除錯(cuò)誤標(biāo)志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCCOR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCDET);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_OBMERR);
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_sector_erase(erase_addr);
/* 清除錯(cuò)誤標(biāo)志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCCOR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCDET);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_OBMERR);
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{
fmc_word_program(write_addr, pbuff[data_write_num]);
/* 清除錯(cuò)誤標(biāo)志 */
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_WPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RPERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_RSERR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCCOR);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_ECCDET);
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_OBMERR);

write_addr+=4;
}
fmc_lock();
}

4.4.2Flash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(shí)現(xiàn)對(duì)flash起始地址為0x080A0000的前10個(gè)字節(jié)擦寫以及讀取的驗(yàn)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(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù) */
printf_log("Read data from internal Flash.\r\n");
for(read_num=0;read_num{
read_data[read_num] = fmc_read_data(WRITE_START_ADDR+read_num); /* 從WRITE_START_ADDR讀取10個(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù) */
}
printf_log("Verify the written and read data.\r\n");
for(i_num=0;i_num{
/* 校驗(yàn)數(shù)據(jù) */
if(read_data[i_num]!=write_data[i_num])
{
/* 校驗(yàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò) */
printf_log("Error in verifying data.\r\n");
printf_log("Turn on LED1.\r\n");
bsp_led_on(&LED1);
while(1);
}else{
}
}
/* 校驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果

將本實(shí)驗(yàn)燒錄到海棠派實(shí)驗(yàn)板中，運(yùn)行后可以觀察到LED1常亮，表明擦寫以及讀取實(shí)驗(yàn)正常。

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