MCU之FLASH模拟EEPROM

只看该作者 · 2023-5-29 16:09

原始文件ST 官方有例子和文档：AN2594
http://www.st.com/mcu/familiesdocs-110.html
看到不少网上使用官方例子程序不成功的问题，我估计大概是没详细阅读官方文档的原因吧，也许很多人没理
解官方例子的原理。那么下面就详细说明一下原理再说如何优化。
原理如下：

首先使用2 页FLASH 空间，如果0 页空间写满数据，那么把0 页空间里面的【有效数据】复制到1 页，如果1
页数据满那么把1 页空间里面的【有效数据】复制到0 页，这样循环使用，当然如果你想增加使用寿命可以增
加多页循环，官方例子只是按2 页实现的例子。每页前面4 字节保留，其中前2 字节是该页状态标志

只看该作者 · 2023-5-29 16:10

下面的图显示数据在FLASH 中的保存格式：

保存数据是16 位的，后面16 位是该数据的虚拟地址，注意：1 个数据有唯1 个虚拟地址，地址必须为：0~0xfffe
范围内（每页将按4 字节分块，1 块保存1 个16 位数据）。下面继续说明16 位虚拟地址的作用。

只看该作者 · 2023-5-29 16:10

Figure 3 显示了数据更新的过程：
1. 写数据
假设保存的数据虚拟地址是0X7777，那么程序写数据是从当前有效页页首地址开始查询虚拟地址位置为

0XFFFF 的空间，如果是0XFFFF 那么该位置可以保存数据；如果不是，那么继续找下1 个位置，如果本

页无0XFFFF 的空间那么表示本页已满，那么将本页【有效数据】复制到另外1 页继续保存数据。
当两次保存同一虚拟地址的数据时如下图所示：从上到下，第2 个虚拟地址是0X7777 对应的数据1245 才

只看该作者 · 2023-5-29 16:11

是有效的。清楚了这点，那么读数据要怎么处理基本就明白了。

只看该作者 · 2023-5-29 16:11

2. 读数据
读数据时是从有效页的末尾地址开始检测是否是有效数据，如果是那么立即返回，程序是通过虚拟地址判断有
效数据的，第1 个匹配的虚拟地址的数据才是有效的
3. 页满时处理数据
说到这里，看到不少使用例子程序不成功的问题，那么就请注意下面了，他们的错误估计是下面的原因造成的。
当1 页写满时其实里面有很多无效数据，你只需要将【有效数据】复制到另外1 页就成。如何复制有效数据呢？
我想很多人估计忽略了【#define NumbOfVar ((uint8_t)0x03) /* Variables' number */】，NumbOfVar 就是你程
序中实际要保存的数据量，这个必须与实际保持一致，不能多也不能少，这个如果不一致，那么在换页时将出
错，没换页之前倒是没问题的，原因在于：程序在换页时将根据NumbOfVar 的值复制有效数据的个数，如果比
实际少，那么换页时将丢失数据，如果比实际多那么将出现旧数据覆盖最新数据

只看该作者 · 2023-5-29 16:12

复制

错误的例子：

/* Variables' number */

#define NumbOfVar ((uint8_t)0x05)

uint16_t VirtAddVarTab[NumbOfVar] = {0, 1, 2};

//NumbOfVar 定义的比用的多实际是{0, 1, 2, 0, 0},虚拟地址0 的数据换页后将出现旧数据覆盖最新数据

int main(void)

{

uint16_t temp;

for (VarValue = 0; VarValue < 100; VarValue++)

{

EE_WriteVariable(VirtAddVarTab[0], VarValue+10);

}

for (VarValue = 0; VarValue < 500; VarValue++)

{

EE_WriteVariable(VirtAddVarTab[1], VarValue);

temp=0;

EE_ReadVariable(0, &temp);//不换页读出数据是对的，换页后读出数据错误

}

}

//====================================================================================

/* Variables' number */

#define NumbOfVar ((uint8_t)0x03)

uint16_t VirtAddVarTab[NumbOfVar] = {0, 1, 2};

//NumbOfVar 定义为3，下面用到虚拟地址超过VirtAddVarTab 表里面的值

int main(void)

{

uint16_t temp;

for (VarValue = 0; VarValue < 100; VarValue++)

{

EE_WriteVariable(VirtAddVarTab[0], VarValue);

}

for (VarValue = 0; VarValue < 50; VarValue++)

{

EE_WriteVariable(3, VarValue+2);

}

for (VarValue = 0; VarValue < 200; VarValue++)

{

EE_WriteVariable(2, VarValue);

temp=0;

EE_ReadVariable(3, &temp);//不换页读出数据是对的，换页后读出数据错误

}

}

只看该作者 · 2023-5-29 16:13

STM32 FLASH 模拟EEPROM 使用注意：
不少人问该程序的FLASH 保存数据多少和使用寿命
保存数据多少跟FLASH 页大小有关，如果页大小是1K 那么只能保存1024/4-1=256-1 个16 位数据，如果你保
存8 位数，你可以2 个8 位数据组合后保存或者直接保存，如果保存32 位数据那就拆成2 个16 位保存，当然
关于寿命
现在STM32 的FLASH 寿命是10000 次，
如果你保存255 个数据那么每次修改1 个数据FLASH 就要擦写1 次，如果你保存1 个数据，那么你修改255
次该页才擦1 次，继续用另外1 页，建议保存数据个数不要超过50%，当然如果你的数据基本都不修改你保存
255 个也是没有任何问题(你的数据都不修改根本不用关心寿命问题了：)。
STM32 FLASH 模拟EEPROM 优化
官方例程中读写数据每次要查询读写位置，写数据是从页首地址开始查询，读地址是从页末地址查询。
假如只有1 个数据，读数据时效率是很低的，要查到最后才能找到有效数据，
如果页快满了写数据效率也很低，读效率反而好一点了。
实际程序中记录下一个可以写数据的位置将提高数据的读写效率，这样的话：写数据就是立即写不用查询，读
数据不从页末地址查询，而是从最后1 个写入数据处查询，这样特别在页数据少时效率提高不少。优化过的例
子代码只需要增加很少部分就能实现。

只看该作者 · 2023-5-29 16:13

个人觉得，模拟固然是一根不错的方法，但风险也很大。如果模拟程序出错的话，数据很难恢

复，并且问题定位也不是很容易。用来保存关键数据的存储区的读写应该尽量使用简单的方案，

以确保数据的可靠性。