组员：吴迪&王柳杨&金虎&陈武荣&谭金柏 Flash reply 电子科技大学  Flash 解析 第七组 组长：黄其柏 组员：吴迪&王柳杨&金虎&陈武荣&谭金柏 电子科技大学

目录 Contents Flash reply 1 Flash 简介&设备特性&工作原理 2 函数功能介绍&代码剖析 3 相关寄存器简介 4 电子科技大学 1 Flash 简介&设备特性&工作原理 目录 Contents 2 函数功能介绍&代码剖析 3 相关寄存器简介 电子科技大学 4 感谢

Flash reply Flash 简介 FLASH 存储器： 电子科技大学 Flash 简介 FLASH 存储器： FLASH 存储器又称为闪存，它也是可重复擦写的存储器，部分书籍会把 FLASH 存储器称为 FLASH ROM，但它的容量一般比 EEPROM 大得多，且在擦除时，一般以多个字节为单位。 根据存储单元电路的不同，FLASH 存储器又分为 NOR FLASH 和 NAND FLASH。 电子科技大学

Flash reply 电子科技大学 Flash 设备特性 电子科技大学

Flash reply Flash 工作原理 电子科技大学 支持 XIP（应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。），才能直接运行代码，SD 卡，硬盘，U 盘其实都是 NAND FLASH。

Flash reply stm_flash.h: 电子科技大学 #define STM32_FLASH_KEY1 0x45670123 #define STM32_FLASH_KEY2 0xCDEF89AB #define STM32_FLASH_SR_BSY (1 << 16) #define STM32_FLASH_CR_PG (1 << 0) #define STM32_FLASH_CR_SER (1 << 1) #define STM32_FLASH_CR_STRT (1 << 16) #define STM32_FLASH_CR_LOCK (1 << 31) #define STM32_FLASH_CR_SNB_OFFSET 3 #define STM32_FLASH_CR_SNB_MASK (15 << STM32_FLASH_CR_SNB_OFFSET) /* Flash ACR: Access control register */ #define FLASH_ACR_WS(n) n #define FLASH_ACR_PRFTEN (1 << 8) #define FLASH_ACR_ICEN (1 << 9) #define FLASH_ACR_DCEN (1 << 10) struct stm32_flash_regs { u32 acr; u32 key; u32 optkeyr; u32 sr; u32 cr; u32 optcr; u32 optcr1; }; 电子科技大学

Flash reply stm_flash.c: //头文件 #include <common.h> 电子科技大学 stm_flash.c: //头文件 #include <common.h> #include <asm/io.h> #include <asm/arch/stm32.h> #include "stm32_flash.h“ //flash信息结构体 flash_info_t flash_info[CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS]; //flash基地址 #define STM32_FLASH ((struct stm32_flash_regs *)FLASH_CNTL_BASE) 电子科技大学

Flash reply 电子科技大学 //配置 Flash等待周期 、预取指令、指令缓存和数据缓存 void stm32_flash_latency_cfg(int latency) //加解锁 static void stm32_flash_lock(u8 lock) //flash初始化 unsigned long flash_init(void) //flash打印信息 void flash_print_info(flash_info_t *info) //flash擦除扇区 int flash_erase(flash_info_t *info, int first, int last) 电子科技大学 //flash写入 int write_buff(flash_info_t *info, uchar *src, ulong addr, ulong cnt)

Flash reply 源码解析： flash基地址在stm32中：0x4002 3C00 挂在高速总线AHB1上 //flash基地址 电子科技大学 源码解析： //flash基地址 #define STM32_FLASH ((struct stm32_flash_regs *)FLASH_CNTL_BASE) 采用相对寻址的方式： #define FLASH_CNTL_BASE (AHB1_PERIPH_BASE + 0x3C00) #define AHB1_PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00020000) #define PERIPH_BASE 0x40000000UL 电子科技大学 flash基地址在stm32中：0x4002 3C00 挂在高速总线AHB1上

Flash reply 知识扩展： stm32总线基地址： APB1 0x4000 0000 0x0（相对总线基地址偏移量） 电子科技大学 stm32总线基地址： APB1 0x4000 0000 0x0（相对总线基地址偏移量） APB2 0x4001 0000 0x0001 0000 AHB1 0x4002 0000 0x0002 0000 AHB2 0x5000 0000 0x1000 0000 AHB3 0x6000 0000 不在片上外设范围内 总线的基址：APB1 0x4000 0000 知识扩展： AHB系统总线（高速）：主要用于高性能模块之间的连接，如CPU、DMA和DSP等。 APB外围总线（低速）APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，如UART等。 电子科技大学

Flash reply 源码解析： //配置 Flash等待周期 、预取指令、指令缓存和数据缓存 电子科技大学 源码解析： //配置 Flash等待周期 、预取指令、指令缓存和数据缓存 void stm32_flash_latency_cfg(int latency) { writel(FLASH_ACR_WS(latency) | FLASH_ACR_PRFTEN | FLASH_ACR_ICEN | FLASH_ACR_DCEN, &STM32_FLASH->acr); } 内联函数定义：static inline void writel(u32 val, void *addr) 内联函数减少了对栈的进出时间的开销，却扩大了主存的空间来容纳本来在栈里的函数。 电子科技大学 *(u32 *)addr = val;//将对应的值写入地址

Flash reply 源码解析： FLASH_ACR_WS(latency) 电子科技大学 源码解析： FLASH_ACR_WS(latency) 为了准确读取 Flash 数据，必须根据 CPU 时钟 (HCLK) 频率和器件电源电压在 Flash 存取控制寄存器 (FLASH_ACR) 中正确地编程等待周期数 (LATENCY)。 FLASH时序延迟几个周期，等待总线同步操作。 推荐按照单片机系统运行频率， 0~24MHz时，取Latency=0； 24~48MHz时，取Latency=1； 48~72MHz时，取Latency=2； 电子科技大学 FLASH_ACR_PRFTEN 预取指令 FLASH_ACR_ICEN 指令缓存 FLASH_ACR_DCEN 数据缓存

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Flash reply 电子科技大学 源码解析： static void stm32_flash_lock(u8 lock) { if (lock) { //加锁，将STM32_FLASH->cr的最高位置1 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_LOCK); } else { //解锁 writel(STM32_FLASH_KEY1, &STM32_FLASH->key); writel(STM32_FLASH_KEY2, &STM32_FLASH->key); } #define setbits_le32(addr, set) setbits(le32, addr, set) #define setbits(type, addr, set) write_##type((addr), read_##type(addr) | (set)) #define STM32_FLASH_CR_LOCK (1 << 31) 电子科技大学 解锁  (1) 往 Flash 密钥寄存器 FLASH_KEYR 中写入 KEY1 = 0x45670123  (2) 再往 Flash 密钥寄存器 FLASH_KEYR 中写入 KEY2 = 0xCDEF89AB 

源码解析： //flash初始化 电子科技大学 unsigned long flash_init(void) { unsigned long total_size = 0; u8 i, j; for (i = 0; i < CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS; i++) { flash_info[i].flash_id = FLASH_STM32;//使能stm32的flash flash_info[i].sector_count = CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT;//最大分配扇区数量 flash_info[i].start[0] = CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (i << 20);//虚拟的扇区地址 flash_info[i].size = sect_sz_kb[0];//每个扇区的大小空间 for (j = 1; j < CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT; j++) { /*下一个扇区的起始地址是上一个的起始地址+上一个扇区的大小*/ flash_info[i].start[j] = flash_info[i].start[j - 1] + (sect_sz_kb[j - 1]); //累加，一个flash中每个扇区加起来的总大小 flash_info[i].size += sect_sz_kb[j]; } total_size += flash_info[i].size;//累加，多个flash总大小空间 return total_size; //返回总大小空间 电子科技大学

i<<20：表示每个flash最大分配空间1024KB CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT：最大被分配扇区数量 flash_info[i].start[0] = CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (i << 20);//虚拟的扇区起始地址0xbfc00000， i<<20：表示每个flash最大分配空间1024KB CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT：最大被分配扇区数量 flash_info[i].size：每个扇区的大小 for (j = 1; j < CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT; j++) { /*下一个扇区的起始地址是上一个的起始地址+上一个扇 区的大小*/ flash_info[i].start[j] = flash_info[i].start[j - 1] + (sect_sz_kb[j - 1]); //每个扇区加起来的总大小 flash_info[i].size += sect_sz_kb[j]; } 电子科技大学

总共1024KB，被分成8个扇区 0~3 32KB 4 128KB 5~7 256KB Flash的扇区的大小排列（Byte）： static const u32 sect_sz_kb[CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT] = { [0 ... 3] = 32 * 1024, [4] = 128 * 1024, [5 ... 7] = 256 * 1024 }; 总共1024KB，被分成8个扇区 0~3 32KB 4 128KB 5~7 256KB 电子科技大学

这部分 没什么好讲的 //flash打印信息 电子科技大学 void flash_print_info(flash_info_t *info) { int i; if (info->flash_id == FLASH_UNKNOWN) { printf("missing or unknown FLASH type\n"); return; } else if (info->flash_id == FLASH_STM32) { printf("stm32 Embedded Flash\n"); } printf(" Size: %ld MB in %d Sectors\n", info->size >> 20, info->sector_count); printf(" Sector Start Addresses:"); for (i = 0; i < info->sector_count; ++i) { if ((i % 5) == 0) printf("\n "); printf(" %08lX%s", info->start[i], info->protect[i] ? " (RO)" : " "); printf("\n"); 这部分 没什么好讲的 电子科技大学

//flash擦除扇区 int flash_erase(flash_info_t *info, int first, int last) { u8 bank = 0xFF; int i; //找到要擦除的flash for (i = 0; i < CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS; i++) { if (info == &flash_info[i]) { bank = i; break; } if (bank == 0xFF)//不存在 return -1; //解锁flash stm32_flash_lock(0); for (i = first; i <= last; i++) { //检查 FLASH_SR 状态寄存器中的 BSY 位，以确认当前未执行任何 Flash 操作 while (readl(&STM32_FLASH->sr) & STM32_FLASH_SR_BSY); /*在写入新的扇区之前，先清除旧的扇区*/ clrbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_SNB_MASK); 电子科技大学

电子科技大学 if (bank == 0) { //设置操作的扇区编号0 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr, (i << STM32_FLASH_CR_SNB_OFFSET)); } else if (bank == 1) { //设置扇区编号1 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr,((0x10 | i) << STM32_FLASH_CR_SNB_OFFSET)); } else { stm32_flash_lock(1);//加锁，返回异常 return -1; } //在 FLASH_CR 寄存器中，将 SER 位置 1，激活扇区擦除 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_SER); //将 FLASH_CR 寄存器中的 STRT 位置 1，该位置 1 后可触发擦除操作。 //该位只能通过软件置 1，并在 BSY 位清零后随之清零。 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_STRT); while (readl(&STM32_FLASH->sr) & STM32_FLASH_SR_BSY);//等待 BSY 位清零 //在 FLASH_CR 寄存器中，将 SER 位置 0 clrbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_SER); stm32_flash_lock(1);//擦除完加锁 return 0; 电子科技大学

知识扩展： 扇区擦除 电子科技大学 扇区擦除的具体步骤如下： 1.检查 FLASH_SR 寄存器中的 BSY 位，以确认当前未执行任何 Flash 操作 2. 在 FLASH_CR 寄存器中，将 SER 位置 1，并从主存储块的 12 个 (STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx) 或 24 个 (STM32F42xxx 和 STM32F43xxx) 扇区中选择要擦除的扇区 (SNB) 3. 将 FLASH_CR 寄存器中的 STRT 位置 1 4. 等待 BSY 位清零 批量擦除，建议采用以下步骤： 2. 将 FLASH_CR 寄存器中的 MER 位置 1(STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx 器件） 3. 将 FLASH_CR 寄存器中的 MER 和 MER1 位置 1（STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 器件） 4. 将 FLASH_CR 寄存器中的 STRT 位置 1 5. 等待 BSY 位清零批量擦除 电子科技大学

int write_buff(flash_info_t *info, uchar *src, ulong addr, ulong cnt) { ulong i; /*检查 FLASH_SR 状态寄存器中的 BSY 位，以确认当前未执行 任何 Flash 操作*/ while (readl(&STM32_FLASH->sr) & STM32_FLASH_SR_BSY); //解锁 stm32_flash_lock(0); //将cr寄存器的PG位置一,激活 Flash 编程 setbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_PG); 电子科技大学

for (i = 0; i < cnt; i++) { //写入数据 *(uchar *)(addr + i) = src[i]; //把当前CPU寄存器中的被修改过的数值存入内存 mb(); //等待 BSY 位清零 while (readl(&STM32_FLASH->sr) & STM32_FLASH_SR_BSY); } //将cr寄存器的PG位置一,关闭激活 Flash 编程 clrbits_le32(&STM32_FLASH->cr, STM32_FLASH_CR_PG); stm32_flash_lock(1);//加锁 return 0; 电子科技大学

mb(); #define mb() asm volatile("dmb 3\n" : : : "memory") 告诉编辑器，内存已经被修改，编辑器就会在这段指令之前，插入必要的指令将前面因为优化Cache 到寄存器中的变量值先写回内存，如果以后又要使用这些变量再重新读取。 DMB 指令保证： 仅当所有在它前面的存储器访问操作 都执行完毕后，才提交在它后面的存储器访问操作。 电子科技大学

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