关于STM32对FLASH的设计思路

只看该作者 · 2020-3-19 12:15

我这种存储方式不知道有没有改进的空间，请大家帮忙指正。

W25Q128将16M的容量分为256个块（Block），每个块大小为64K字节，每个块又分为
16个扇区（Sector），每个扇区4K个字节。W25Q128的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次
必须擦除4K个字节。

所以我是按照扇区为单位存储数据的。

第一个扇区为配置信息数据，第二个扇区为升级程序（SPI远程升级用的）长度。第三、四个扇区为升级程序。第五个扇区存储离线数据占的扇区个数（后简称扇区标识位），第六个扇区以后存储离线数据。

其实前面4个扇区不用说了，关键是离线数据那块想了好久，才出了这个解决方案。

应用场景：
如果出现通信不畅的问题，需要将GPS信息缓存到flash里，等通信正常以后再传出去。

我想的是以扇区为单位进行存储，因为如果缓存数据量很庞大，我可以一个扇区一个扇区进行读，发送，擦除操作，避免通信通道被大量离线数据拥堵。

解决方法：
1. 第五个扇区存储离线数据占的扇区个数，也就是最后一个未满扇区的标志位。这样数据存进来直接根据这个扇区获取到可以存放的扇区基地址。

2. 找到这个扇区基地址以后，要先查前四位，这前四位为此扇区的数据长度。如果存入数据的长度加此扇区的数据长度大于扇区长度，那么就要新开辟一块扇区，并且扇区标识位要加1。如果没超过，将整个扇区取出，修改数据长度，末尾追加新数据。

3. 取数据的时候，也是先去查询扇区标识位然后得到最后数据的扇区地址，取出此扇区数据，格式化此扇区，修改扇区标识位。属于先进后出的方式（因为GPS信息有时间，所以不在乎顺序问题）

4. 数据存满了怎么办，当再次开辟新扇区时，发现扇区标识位+1 大于FLASH扇区个数或者设计离线数据占用扇区个数。那么开辟新扇区会直接返回数据的最后一块扇区，擦除以后再将新数据存入。相当于如果数据太大，就只会保存头数据和尾数据，而把中间的数据丢弃掉。

大家发现有设计不合理的，帮忙指正！谢谢！

2万 · 2020-3-20 09:48

楼主把自己的问题、思路、尝试过的办法，写的都比较详细，希望大家看到后能尽快帮楼主解决问题~~~

2万 · 2020-3-20 09:49

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只看该作者 · 2020-3-20 20:39

既然被推荐了，那我就把昨天调了一晚上的核心代码部分传上来。已经测试通过了，非常好用。

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                SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_OFFLINE_LENGTH);

                SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_OFFLINE_DATA);

                offlineLengthInit();

                char data[] = "0102030405040304938473625364738473645263748594837463547182736475847364";

                int index = 60;

                while(index > 0 )

                {        

                        writeOfflineData(data, strlen(data));

                        index--;

                }

                

                readOfflineData();

                readOfflineData();

                readOfflineData();

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        //初始化离线数据扇区

void offlineDataInit(int data_index)

{        

        SPI_FLASH_SectorErase(W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE * data_index);

        uint8_t data_length[5] = {0};

        sprintf((char*)data_length, "%04x", 0);

        SPI_FLASH_BufferWrite(data_length, W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE * data_index, 4);

}



// 初始化离线数据标识扇区

void offlineLengthInit(void)

{

        uint8_t data_index_length[5] = {0};

        SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_OFFLINE_LENGTH);

        sprintf((char*)data_index_length, "%04x", 6);

        SPI_FLASH_BufferWrite(data_index_length, FLASH_OFFLINE_LENGTH, 4);

        

        offlineDataInit(6);

}



// 修改离线数据标识

u32 newOfflineLength(int d_index)

{        

        if(d_index < 6 ){

                d_index = 6;

        }

        if(d_index > 256 ){

                d_index = 256;

        }

        

        printf("\r\n newOfflineLength: %d \r\n", d_index);

        uint8_t data_index[5] = {0};

        SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_OFFLINE_LENGTH);

        sprintf((char*)data_index, "%04x", d_index);

        SPI_FLASH_BufferWrite(data_index, FLASH_OFFLINE_LENGTH, 4);

        

        return W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE * d_index;

}

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void readOfflineData(void)

        {

        // 查询离线数据标识确定最后数据地址

        uint8_t data_index[5] = {0};

        SPI_FLASH_BufferRead(data_index, FLASH_OFFLINE_LENGTH, 4);

        int d_index = charhex_to_dec((char*)data_index);

        printf("\r\n readOfflineData: %d \r\n", d_index);

        u32 data_address = W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE * d_index;

        

        // 查询离线数据标识扇区内数据长度标识

        uint8_t data_length[5] = {0};

        SPI_FLASH_BufferRead(data_length, data_address, 4);

        int d_length = charhex_to_dec((char*)data_length);

        

        SPI_FLASH_BufferRead(read_data, data_address + 4, d_length);

        SPI_FLASH_SectorErase(data_address);

        if(d_index > 6){

                newOfflineLength(d_index - 1);

        }



        printf("\r\n 读出长度为：%d \r\n", d_length);

        printf("\r\n 读出的数据为：%s \r\n", read_data);

        printf("\r\n 读出长度为：%d \r\n", strlen((char*)read_data));

        memset(read_data, 0, 4069);

}

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void writeOfflineData(char* data, int dataLength)

        {



        // 查询离线数据标识确定最后数据地址

        uint8_t data_index[5] = {0};

        SPI_FLASH_BufferRead(data_index, FLASH_OFFLINE_LENGTH, 4);

        int d_index = charhex_to_dec((char*)data_index);

        u32 data_address = W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE * d_index;

        

        // 查询离线数据标识扇区内数据长度标识

        uint8_t data_length[5] = {0};

        SPI_FLASH_BufferRead(data_length, data_address, 4);

        int d_length = charhex_to_dec((char*)data_length);

        

        

        // 如果新数据+扇区数据长度>扇区长度

        if((dataLength + d_length) > W25Q128FV_SUBSECTOR_SIZE){

                // 开辟新扇区

                data_address = newOfflineLength(d_index + 1);

                SPI_FLASH_SectorErase(data_address);

                

                

                sprintf((char*)write_data, "%04x%s", dataLength, data);

                SPI_FLASH_BufferWrite(write_data, data_address,  strlen((char*)write_data));

                printf("\r\n 写入的数据为：%s \r\t", write_data);

                printf("\r\n 长度：%d \r\t", strlen((char*)write_data));

                

        } else if(d_length == 0)

        {

                SPI_FLASH_SectorErase(data_address);

                        

                sprintf((char*)write_data, "%04x%s", dataLength, data);

                SPI_FLASH_BufferWrite(write_data, data_address, strlen((char*)write_data));

        } else

        {

                // 将旧数据读出，修改扇区数据长度，末尾追加新数据

                SPI_FLASH_BufferRead(read_data, data_address + 4, d_length);

                SPI_FLASH_SectorErase(data_address);

                

                sprintf((char*)write_data, "%04x%s%s%s", dataLength + d_length + 1, read_data, ",", data);



                SPI_FLASH_BufferWrite(write_data, data_address, strlen((char*)write_data));

        }

        memset(write_data, 0, 4069);

}