開發(fā)者的最大問題是核心域和非核心域不分，大部分時間都在編寫不可重用的和非核心域的代碼。沒有聚焦提升產品競爭力的核心域知識，比如，需求、算法、用戶體驗和軟件工程方法等方面，從而導致代碼維護的成本遠遠大于初期的開發(fā)投入。

事實上，那些做出優(yōu)秀產品的團隊，不僅員工隊伍非常穩(wěn)定，而且收入也很高，甚至連精神面貌都不一樣。因為他們使用了正確的開發(fā)策略和方法，而且短時間內掌握的技術遠勝那些所謂的“老程序員”。雖然每個企業(yè)都有拿高薪的員工，但為何不是你？別人開發(fā)的產品大賣，而你開發(fā)的產品卻賣不掉？不僅浪費了來之不易的資金，而且導致我們失去了更多的創(chuàng)造更大價值的機會。

十幾年前，作者也面臨同樣的問題，于是毫不猶豫地投身于軟硬件標準化平臺技術的開發(fā)，因為只有方法的突破才能開創(chuàng)未來。AWorks 就是在這樣的背景下誕生的，脫胎于Aworks—Nano 子集的AMetal 不僅實現(xiàn)了跨平臺，而且還定義了外圍器件的軟件接口標準，因此“按需定制”為用戶提供有價值的服務也就成為了現(xiàn)實。

基于此，ZLG 為用戶提供了大量標準的外設驅動與相關的協(xié)議組件，意在建立完整的生態(tài)系統(tǒng)。無論你選擇什么MCU，只要支持AMetal，都可實現(xiàn)“一次編程、終生使用”，其好處是你再也不要重新發(fā)明輪子。

6.1 E2PROM 存儲器

E2PROM（Electrically Erasable Programable Read-Only Memory，電可擦除可編程只讀存儲器）是一種掉電后數據不丟失的存儲芯片，本節(jié)以FM24C02 為例詳細介紹在AMetal 中如何使用類似的非易失存儲器。

>>> 6.1.1 器件簡介

FM24C02 總容量為2K（2048）bits，即256（2048/8）字節(jié)。每個字節(jié)對應一個存儲地址，因此其存儲數據的地址范圍為0x00 ~ 0xFF。FM24C02 頁（page）的大小為8 字節(jié)，每次寫入數據不能越過頁邊界，即地址0x08、0x10、0x18……；如果寫入數據越過頁邊界時，則必須分多次寫入，其組織結構詳見表6.1。

表6.1 FM24C02 存儲器組織結構

FM24C02 的通信接口為標準的I2C 接口，僅需SDA 和SCL 兩根信號線。這里以8PIN SOIC 封裝為例，詳見圖6.1。其中的WP 為寫保護，當該引腳接高電平時，將阻止一切寫入操作。一般來說，該引腳直接直接接地，以便芯片正常讀寫。

圖6.1 FM24C02 引腳定義

A2、A1、A0 決定了FM24C02 器件的I2C 從機地址，其7-bit 從機地址為0101 0A2A1A0。如果I2C 總線上僅有一片F(xiàn)M24C02，則將A2、A1、A0 直接接地，其地址為0x50。

在AMetal 中，由于用戶無需關心讀/寫方向位的控制，因此其地址使用7-bit 地址表示。MicroPort-EEPROM 模塊通過MicroPort 接口與AM824-Core 相連，詳見圖6.2，其中的E2PROM 是復旦微半導體提供的256 個字節(jié)FM24C02C。

圖6.2 E2PROM 電路原理圖

>>> 6.1.2 初始化

AMetal 提供了支持FM24C02 、FM24C04 、FM24C08……等系列I2C 接口E2PROM 的驅動函數，下面將以FM24C02 為例予以說明，其函數原型（am_ep24cxx.h）為：

該函數意在獲取器件實例句柄fm24c02_handle，其中，p_dev 為指向am_ep24cxx_dev_t類型實例的指針，p_devinfo 為指向am_ep24cxx_devinfo_t 類型實例信息的指針。

1. 實例

單個FM24C02 可以看作EP24Cxx 的一個實例，EP24Cxx 只是抽象了代表一個系列或同種類型的E2PROM 芯片，顯然多個FM24C02 是EP24Cxx 的多個實例。如果I2C 總線上只外接了一個FM24C02，定義am_ep24cxx_dev_t 類型（am_ep24cxx.h）實例如下：

其中，g_at24c02_dev 為用戶自定義的實例，其地址作為p_dev 的實參傳遞。如果同一個I2C 總線上外接了2 個FM24C02，需要定義3 個實例。即：

每個實例都要初始化，且每個實例的初始化均會返回一個該實例的handle。便于使用其它接口函數時，傳遞不同的handle 操作不同的實例。

2. 實例信息

實例信息主要描述了具體器件固有的信息，即I2C 器件的從機地址和具體型號，其類型am_ep24cxx_devinfo_t 的定義（am_ep24cxx.h）如下：

當前已經支持的器件型號均在am_ep24cxx.h 中定義了對應的宏，比如，F(xiàn)M24C02 對應的宏為AM_EP24CXX_FM24C02，實例信息定義如下：

其中，g_24c02_devinfo 為用戶自定義的實例信息，其地址作為p_devinfo 的實參傳遞。

3. I2C 句柄i2c_handle

以I2C1 為例，其實例初始化函數am_lpc82x_i2c1_inst_init()的返回值將作為實參傳遞給i2c_handle。即：

4. 實例句柄fm24c02_handle

FM24C02 初始化函數am_ep24cxx_init ()的返回值fm24c02_handle，作為實參傳遞給讀寫數據函數，其類型am_ep24cxx_handle_t（am_ep24cxx.h）定義如下：

若返回值為NULL，說明初始化失敗；若返回值不為NULL，說明返回一個有效的handle。

基于模塊化編程思想，將初始化相關的實例和實例信息等的定義存放到對應的配置文件中，通過頭文件引出實例初始化函數接口，源文件和頭文件的程序范例分別詳見程序清單6.1 和程序清單6.2。

程序清單6.1 實例初始化函數范例程序（am_hwconf_ep24cxx.c）

程序清單6.2 實例初始化函數接口（am_hwconf_ep24cxx.h）

后續(xù)只需要使用無參數的實例初始化函數，即可獲取到FM24C02 的實例句柄。即：

注意，i2c_handle 用于區(qū)分I2C0、I2C1、I2C2、I2C3，初始化函數返回值實例句柄用于區(qū)分同一系統(tǒng)中連接的多個器件。

>>> 6.1.3 讀寫函數

讀寫EP24Cxx 系列存儲器的函數原型詳見表6.2。

表6.2 ep24cxx 讀寫函數（am_ep24cxx.h）

各API 的返回值含義都是相同的：AM_OK 表示成功，負值表示失敗，失敗原因可根據具體的值查看am_errno.h 文件中相對應的宏定義。正值的含義由各API 自行定義，無特殊說明時，表明不會返回正值。

1． 寫入數據

從指定的起始地址開始寫入一段數據的函數原型為：

如果返回值為AM_OK，則說明寫入成功，反之失敗。假定從0x20 地址開始，連續(xù)寫入16 字節(jié)，詳見程序清單6.3。

程序清單6.3 寫入數據范例程序

2． 讀取數據

從指定的起始地址開始讀取一段數據的函數原型為：

如果返回值為AM_OK，則說明讀取成功，反之失敗。假定從0x20 地址開始，連續(xù)讀取16 字節(jié)，詳見程序清單6.4。

程序清單6.4 讀取數據范例程序

如程序清單6.5 所示為寫入20 個字節(jié)數據再讀出來，然后比較是否相同的范例。

程序清單6.5 FM24C02 讀寫范例程序

由于app_test_ep24cxx()的參數為實例handle，與EP24Cxx 器件具有依賴關系，因此無法實現(xiàn)跨平臺調用。

>>> 6.1.4 NVRAM 通用接口函數

由于FM24C02 等E2PROM 是典型的非易失存儲器，因此使用NVRAM（非易失存儲器）標準接口讀寫數據就無需關心具體的器件了。使用這些接口函數前，需將工程配置am_prj_config.h 的AM_CFG_NVRAM_ENABLE 宏的值設置為1，相關函數原型詳見表6.3。

表6.3 NVRAM 通用接口函數

1． 初始化函數

NVRAM 初始化函數意在初始化FM24C02 的NVRAM 功能，以便使用NVRAM 標準接口讀寫數據。其函數原型為：

其中，ep24cxx 實例句柄fm24c02_handle 作為實參傳遞給handle，p_dev 為指向am_nvram_dev_t 類型實例的指針，p_dev_name 為分配給FM24C02 的一個NVRAM 設備名，便于其它模塊通過該名字定位到FM24C02 存儲器。

（1）實例（NVRAM 存儲器）

NVRAM 抽象地代表了所有非易失存儲器，F(xiàn)M24C02 可以看作NVRAM 存儲器的一個具體實例。定義am_nvram_dev_t 類型（am_nvram.h）實例如下：

其中，g_24c02_nvram_dev 為用戶自定義的實例，其地址作為p_dev 的實參傳遞。

（2）實例信息

實例信息僅包含一個由p_dev_name 指針指定的設備名。設備名為一個字符串，如"fm24c02"。初始化后，該名字就唯一的確定了一個FM24C02 存儲器設備，如果有多個FM24C02，則可以命名為"fm24c02_0"、"fm24c02_1"、"fm24c02_2"……

基于模塊化編程思想，將初始化FM24C02 為標準的NVRAM 設備的代碼存放到對應的配置文件中，通過頭文件引出相應的實例初始化函數接口，詳見程序清單6.6 和程序清單6.7。

程序清單6.6 新增NVRAM 實例初始化函數（am_hwconf_ep24cxx.c）

程序清單6.7 am_hwconf_ep24cxx.h 文件更新

后續(xù)只需要使用無參數的實例初始化函數，即可完成NVRAM 設備初始化，將FM24C02初始化為名為"fm24c02"的NVRAM 存儲設備。即：

2． 存儲段的定義

NVRAM 定義了存儲段的概念，讀寫函數均對特定的存儲段操作。NVRAM 存儲器可以被劃分為單個或多個存儲段。存儲段的類型am_nvram_segment_t 定義（am_nvram.h）如下：

存儲段的名字p_name 和單元號unit 可以唯一確定一個存儲段，當名字相同時，則使用單元號區(qū)分不同的存儲段。存儲段的名字使得每個存儲段都被賦予了實際的意義，比如，名為"ip"的存儲段表示保存IP 地址的存儲段，名為"temp_limit"的存儲段表示保存溫度上限值的存儲段。seg_addr 為該存儲段在實際存儲器中的起始地址，seg_size 為該存儲段的容量大小。p_dev_name 表示該存儲段對應的實際存儲設備的名字。

如需將存儲段分配到FM24C02 上，則需將存儲段中的p_dev_name 設定為"fm24c02"。后續(xù)針對該存儲段的讀寫操作實際上就是對FM24C02 進行讀寫操作。為了方便管理，所有存儲段統(tǒng)一定義在am_nvram_cfg.c 文件中，默認情況下存儲段為空，其定義為：

在具有FM24C02 存儲設備后，即可新增一些段的定義，如應用程序需要使用4 個存儲段分別存儲2 個IP 地址（4 字節(jié)×2）、溫度上限值（4 字節(jié)）和系統(tǒng)參數（50 字節(jié)），對應的存儲段列表（存儲段信息的數組）定義如下：

為了使存儲段生效，必須在系統(tǒng)啟動時調用am_nvram_inst_init ()函數（am_nvram_cfg.h），其函數原型為：

該函數往往在板級初始化函數中調用，可以通過工程配置文件（am_prj_config.h）中的AM_CFG_NVRAM _ENABLE 宏對其進行裁剪，詳見程序清單6.10。

程序清單6.8 在板級初始化中初始化NVRAM

NVRAM 初始化后，根據在am_nvram_cfg.c 文件中定義的存儲段可知，共計增加了5個存儲段，它們的名字、單元號和大小分別詳見表6.4，后續(xù)即可使用通用的NVRAM 讀寫接口對這些存儲段進行讀寫操作。

表6.4 定義的NVRAM 存儲段

3． 寫入數據

寫入數據函數原型為：

其中，p_name 和unit 分別表示存儲段的名字和單元號，確定寫入數據的存儲段，p_buf提供寫入存儲段的數據，offset 表示從存儲段指定的偏移開始寫入數據，len 為寫入數據的長度。若返回值為AM_OK，則說明寫入成功，反之失敗。比如，保存一個IP 地址到IP 存儲段，詳見程序清單6.9。

程序清單6.9 寫入數據范例程序

4． 讀取數據

讀取數據函數原型為：

其中，p_name 和unit 分別為存儲段的名字和單元號，確定讀取數據的存儲段；p_buf保存從存儲段讀到的數據，offset 表示從存儲段指定的偏移開始讀取數據，len 為讀取數據的長度。若返回值為AM_OK，則說明讀取成功，反之失敗。比如，從IP 存儲段中讀取出IP地址，詳見程序清單6.10。

程序清單6.10 讀取數據范例程序

現(xiàn)在編寫NVRAM 通用接口的簡單測試程序，測試某個存儲段的數據讀寫是否正常。雖然測試程序是一個簡單的應用，但基于模塊化編程思想，最好還是將測試相關程序分離出來，程序實現(xiàn)和對應接口的聲明詳見程序清單6.11 和程序清單6.12。

程序清單6.11 測試程序實現(xiàn)（app_test_nvram.c）

程序清單6.12 接口聲明（app_test_nvram.h）

將待測試的存儲段（段名和單元號）通過參數傳遞給測試程序，NVRAM 通用接口對測試段讀寫數據。若讀寫數據的結果完全相等，則返回AM_OK，反之返回AM_ERROR。

由此可見，應用程序的實現(xiàn)不包含任何器件相關的語句，僅僅調用NVRAM 通用接口讀寫指定的存儲段，因此該應用程序是跨平臺的，在任何AMetal 平臺中均可使用，進一步整合NVRAM 通用接口和測試程序的范例詳見程序清單6.13。

程序清單6.13 NVRAM 通用接口讀寫范例程序

顯然，NVRAM 通用接口賦予了名字的存儲段，使得程序在可讀性和可維護性方面都優(yōu)于使用EP24Cxx 讀寫接口。而調用NVRAM 通用接口會耗費一定的內存和CPU 資源，特別是在要求效率很高或內存緊缺的場合，建議使用EP24Cxx 讀寫接口。