新定义MCU开发板测评移植Flash存储方案（TinyFlashDB）及IAP调试注意事项

发表于 2022-11-30 15:35

本帖最后由 6552918 于 2022-11-30 15:38 编辑

TFDB
Tiny Flash Database for MCU.
TinyFlashDB设计前言
在单片机日常开发中，总会需要存储一些信息，这时就需要使用单片机FLASH存储的方案，目前单片机存储的方案有很多，比如：EASYFLASH、FLASHDB、OSAL_NV等等方案，他们程序都非常大，在存储不多的变量时不值得。而且很少有考虑到flash写入出错的情况。在实际产品中，嵌入式产品flash写入可能会受各种因素影响（电池供电、意外断电、气温等）从而并不是很稳定，一旦出现错误，会导致产品一系列问题。
TinyFlashDB设计理念
不同于其他很多的KV型数据库，TinyFlashDB每一个需要存储的变量都会分配一个单独的单片机flash扇区，变量长度不可变。所以TinyFlashDB仅适用于存储几个关键性变量（例如：IAP跳转标志、系统断电时间等等），不适合大规模数据存储（大规模数据存储可使用EASYFLASH等）。TinyFlashDB在设计时就考虑了写入错误的影响，追求力所能及的安全保障、资源占用方面尽可能的缩小（不到1kb代码占用）、尽可能的通用性（可以移植到51等8位机，无法逆序写入的stm32L4系列，某些flash加密的单片机和其他普通32位机上）。
TinyFlashDB API介绍
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结构体功能：在TinyFlashDB中，API的操作都需要指定的参数index，该index结构体中存储了flash的地址，flash的大小，存储的变量的长度，结束标志位。在读取flash扇区时会去校验此信息。
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函数功能：从index指向的扇区中获取一个index中指定变量长度的变量，flash头部数据校验出错不会重新初始化flash。
参数 index：tfdb操作的index指针。
参数rwbuffer：写入和读取的缓存，所有flash的操作最后都会将整理后的数据拷贝到该buffer中，再调用tfdbport_write或者tfdbportread进行写入。当芯片对于写入的数据区缓存有特殊要求（例如4字节对齐，256字节对齐等），可以通过该参数将符合要求的变量指针传递给函数使用。至少为4字节长度。
参数addrcache：可以是NULL，或者是地址缓存变量的指针，当addrcache不为NULL，并且也不为0时，则认为addrcache已经初始化成功，不再校验flash头部，直接从该addrcache的地址读取数据。
参数value_to：要存储数据内容的地址。
返回值：TFDBNOERR成功，其他失败。
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函数功能：在index指向的扇区中写入一个index中指定变量长度的变量，flash头部数据校验出错重新初始化flash。
参数 index：tfdb操作的index指针。
参数rwbuffer：写入和读取的缓存，所有flash的操作最后都会将整理后的数据拷贝到该buffer中，再调用tfdbport_write或者tfdbportread进行写入。当芯片对于写入的数据区缓存有特殊要求（例如4字节对齐，256字节对齐等），可以通过该参数将符合要求的变量指针传递给函数使用。至少为4字节长度。
参数addrcache：可以是NULL，或者是地址缓存变量的指针，当addrcache不为NULL，并且也不为0时，则认为addrcache已经初始化成功，不再校验flash头部，直接从该addrcache的地址读取数据。
参数value_from：要存储的数据内容。
返回值：TFDBNOERR成功，其他失败。
TinyFlashDB设计原理
观察上方代码，可以发现TinyFlashDB的操作都需要tfdbindext定义的index参数。Flash初始化后头部信息为4字节，所以只支持1、2、4、8字节操作的flash：头部初始化时会读取头部，所以函数中rw_buffer指向的数据第一要求至少为4字节，如果最小写入单位是8字节，则为第一要求最少为8字节。
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数据存储时，会根据flash支持的字节操作进行对齐，所以函数中rwbuffer指向的数据第二要求至少为下面函数中计算得出的alignedvalue_size个字节：
13d340c41a3e8e894b1bc98f2f902385

每次写入后都会再读取出来进行校验，如果校验不通过，就会继续在下一个地址继续尝试写入。直到达到最大写入次数（TFDBWRITEMAX_RETRY）或者头部校验错误。
读取数据时也会计算和校验，不通过的话继续读取，直到返回校验通过的最新数据，或者读取失败。
TinyFlashDB移植和配置
移植使用只需要在tfdb_port.c中，编写完成三个接口函数，也要在tfdb_port.h中添加相应的头文件和根据不同芯片修改宏定义
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需要注意头文件问题

所有的配置项都在tfdb_port.h中
RD8T36P的flash擦除后的值为0x00，与一般的单片机不同
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TFDB.h内可以配置存储器地址和通过宏进行存储器选择
3678cd7b57964f1eb05f2d9d5f15e691

接口函数文件内会根据存储器宏进行选择操作函数
26a1249025ae326a7c660de1b444b4ee

RD8T36P使用RD LINK PRO仿真时，步骤是1编译-》2下载-》3进仿真（编译完不下载直接进仿真，仿真执行不正确）
8de12c06b1c77f03d9588fd7b311d2b6

点击下载时会有IAP操作提醒，这在调试时的option状态能有提示作用(IAP操作范围非常重要，不然操作会失败)
调试模式时IAP的使能状态如下
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测试程序在TFDB.c内，调试操作过程如下：
57b2fddab17dd0fe2d1360e816aa5aa7

更改程序运行函数变量
90d8dbc6984ddc44a2d5d9f9ffbe30ab

读取数据前情况缓存区
13e7a0b716996d628bdeab6e9a2e8287

读取成功后，内存缓存区重新被赋值
da13d23fe6501b87ad088616f8f0bff6

经过上述操作，读写都是正确的，整个移植过程就介绍完了。希望对大家有所帮助。
TFDB项目地址：https://github.com/smartmx/TFDB/tree/main
测试工程源码：

NBK-RD8x3x Demo Code（TFDB）.zip (8.17 MB, 下载次数: 11)

发表于 2022-11-30 20:07

终于看到对IAP的测评了

发表于 2022-12-1 08:46

"TinyFlashDB每一个需要存储的变量都会分配一个单独的单片机flash扇区" 这个开销是不是多了些。一个实际的应用中有几个参数应该是个普遍现象吧，这要是就占了几个扇区……有点得不偿失的感觉~

发表于 2022-12-1 09:11

wangqy_ic 发表于 2022-12-1 08:46
"TinyFlashDB每一个需要存储的变量都会分配一个单独的单片机flash扇区" 这个开销是不是多了些。一个实际的 ...

每个扇区能保存很多数据，不是只保存一个数据，而是一组数据，我例程中也是保存的一个数组，实际使用中可以通过结构体进行再分组。TinyFlashDB支持简单的均衡写保护，延长flash寿命.

发表于 2024-3-4 13:38

要移植的话，很奇怪，port.c port.h中都没有看到底层读写flash的接口啊!

发表于 2024-3-4 13:40

找到了，不好意思

复制

TFDB_Err_Code tfdb_port_write(tfdb_addr_t addr, const uint8_t *buf, size_t size)

{

    TFDB_Err_Code result = TFDB_NO_ERR;

    /* You can add your code under here. */



    return result;

}

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