组员：吴迪&王柳杨&金虎&陈武荣&谭金柏

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1 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

2 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

3 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

4 Flash reply 电子科技大学 Flash 设备特性 电子科技大学

5 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。

6 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

7 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

8 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)

9 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 + 0x ) #define PERIPH_BASE 0x UL 电子科技大学 flash基地址在stm32中：0x4002 3C00 挂在高速总线AHB1上

10 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： APB x x0（相对总线基地址偏移量） APB x x AHB x x AHB x x AHB x 不在片上外设范围内 总线的基址：APB1 0x 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

11 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

12 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

13 Flash reply 电子科技大学 电子科技大学

14 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 = 0x   (2) 再往 Flash 密钥寄存器 FLASH_KEYR 中写入 KEY2 = 0xCDEF89AB 

15 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

16 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

17 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] = { [ ] = 32 * 1024, [4] = 128 * 1024, [ ] = 256 * 1024 }; 总共1024KB，被分成8个扇区 0~ KB KB 5~ KB 电子科技大学

18 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

19 //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

20 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

21 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

22 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

23 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

24 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

25 Flash reply 电子科技大学 Associate Register Here 相关寄存器介绍

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