【GD32 MCU入门教程】四、GD32 MCU 常见外设介绍（12）FMC 模块介绍

发表于 2024-8-21 09:51

本帖最后由聚沃科技于 2024-9-18 15:56 编辑

12.1.FMC 基础知识

闪存控制器（FMC），提供了片上闪存需要的所有功能。FMC 也提供了页擦除，整片擦除，以及32 位整字或 16 位半字编程闪存等操作。 GD32 MCU 支持不同类型编程的具体说明如下表 GD32 MCU 不同系列编程区别所示。

12.2.FMC 功能

支持 32 位整字或 16 位半字编程，页擦除和整片擦除操作；

支持 CPU 执行指令零等待区域（code area）和非零等待区域(data area); 大小为 16 字节的可选字节块可根据用户需求配置；

具有安全保护状态，可阻止对代码或数据的非法读访问；

相关术语说明

GD32F10x 和 F30x 分别有 MD(中容量) 、HD(大容量)、XD（超大容量）、CL（互联型）系列，不同的系列外设资源有差异，使用固件库(Firmware)也要作相应的选择和定义。中容量产品指Flash 容量为小于 256K 字节的系列；

大容量产品指 Flash 容量为 256K 至 512K 字节之间的系列；超大容量产品指 Flash 容量为 768K 至 3072K 字节之间的系列。

GD32F10X/F30X 系列容量汇总

不同容量工程选择说明，固件库是通过宏定义来区分的。

不同的系列 MCU flash 架构不一样，其中 GD32F 系列的 MCU flash 分 code area 和 data area, code area CPU 执行指令是零等待， GD32E 系列 flash 不分 code area 和 data are，但都要插入等待周期。 GD32 系列 Code area&Data area 汇总

读操作闪存可以像普通存储空间一样直接寻址访问。对闪存取指令和取数据分别使用 CPU 的 IBUS 或 DBUS总线。

代码操作如：

复制

uint32_t readflash[3]

readflash [0] = *(__IO uint32_t*)(0x8004000);

readflash [1] = *(__IO uint32_t*)((0x8004004);

readflash [2] = *(__IO uint32_t*)((0x8004008);

页擦除

FMC 的页擦除功能使得主存储闪存的页内容初始化为高电平。每一页都可以被独立擦除，而不影响其他页内容。

FMC 擦除页步骤如下：

◼ 确保 FMC_CTLx 寄存器不处于锁定状态；

◼ 检查 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位来判定闪存是否正处于擦写访问状态，若 BUSY 位为 1，则需等待该操作结束， BUSY 位变为 0；

◼ 置位 FMC_CTLx 寄存器的 PER 位；

◼ 将待擦除页的绝对地址（ 0x08XX XXXX）写到 FMC_ADDRx 寄存器；

◼ 通过将 FMC_CTLx 寄存器的 START 位置 1 来发送页擦除命令到 FMC；

◼ 等待擦除指令执行完毕， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

◼ 如果需要，使用 DBUS 读并验证该页是否擦除成功。

整片擦除

FMC 提供了整片擦除功能可以初始化主存储闪存块的内容。当设置 MER0 为 1 时，擦除过程仅作用于 Bank0，当设置 MER1 为 1 时，擦除过程仅作用于 Bank1，当设置 MER0 和 MER1 为 1 时，擦除过程作用于整片闪存。

整片擦除操作，寄存器设置具体步骤如下：

◼ 确保 FMC_CTLx 寄存器不处于锁定状态；

◼ 等待 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位变为 0；

◼ 如果单独擦除 Bank0，置位 FMC_CTL0 寄存器的 MER 位。如果单独擦除 Bank1，置位 FMC_CTL1 寄存器的 MER 位。如果整片擦除闪存，同时置位 FMC_CTL0 和 FMC_CTL1 寄存器的 MER 位；

◼ 通过将 FMC_CTLx 寄存器的 START 位置 1 来发送整片擦除命令到 FMC；

◼ 等待擦除指令执行完毕， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

◼ 如果需要，使用 DBUS 读并验证是否擦除成功。

字编程操作

FMC 提供了一个 64 位、32 位整字/16 位半字编程功能，用来修改主存储闪存块内容。

编程操作使用各寄存器流程如下。

◼ 确保 FMC_CTLx 寄存器不处于锁定状态；

◼ 等待 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位变为 0；

◼ 置位 FMC_CTLx 寄存器的 PG 位；

◼ DBUS 写一个 32 位整字/16 位半字到目的绝对地址(0x08XXXXXX）；

◼ 等待编程指令执行完毕， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

◼ 如果需要，使用 DBUS 读并验证是否编程成功。

可选字节块擦除

FMC 提供了一个擦除功能用来初始化闪存中的可选字节块。

可选字节块擦除过程如下所示。

◼ 确保 FMC_CTL0 寄存器不处于锁定状态；

◼ 等待 FMC_STAT0 寄存器的 BUSY 位变为 0；

◼ 解锁 FMC_CTL0 寄存器的可选字节操作位；

◼ 等待 FMC_CTL0 寄存器的 OBWEN 位置 1；

◼ 置位 FMC_CTL0 寄存器的 OBER 位；

◼ 通过将 FMC_CTL0 寄存器的 START 位置 1 来发送可选字节块擦除命令到 FMC；

◼ 等待擦除指令执行完毕， FMC_STAT 寄存器的 BUSY 位清 0；

◼ 如果需要，使用 DBUS 读并验证是否擦除成功。当可选字节块擦除成功执行， FMC_STAT 寄存器的 ENDF 位置位。若 FMC_CTL0 寄存器的 ENDIE 位被置 1， FMC 将触发一个中断。

可选字节块编程

FMC 提供了一个 32 位整字/16 位半字编程功能，可用来修改可选字节块内容。可选字节块共有8 对可选字节。每对可选字节的高字节是低字节的补。当低字节被修改时， FMC 自动生成该选项字节的高字节。

字节块编程操作过程如下。

◼ 确保 FMC_CTL0 寄存器不处于锁定状态；

◼ 等待 FMC_STAT0 寄存器的 BUSY 位变为 0；

◼ 解锁 FMC_CTL0 寄存器的可选字节操作位；

◼ 等待 FMC_CTL0 寄存器的 OBWEN 位置 1；

◼ 置位 FMC_CTL0 寄存器的 OBPG 位；

◼ DBUS 写一个 32 位整字/16 位半字到目的地址；

◼ 等待编程指令执行完毕， FMC_STAT 寄存器的 BUSY 位清 0；

可选字节块说明

每次系统复位后，闪存的可选字节块被重加载到 FMC_OBSTAT 和 FMC_WP 寄存器，可选字节生效。可选字节的补字节具体为可选字节取反。当可选字节被重装载时，如果可选字节的补字节和可选字节不匹配， FMC_OBSTAT 寄存器的 OBERR 位将被置 1，可选字节被强制设置为 0xFF。若可选字节和其补字节同为 0xFF，则 OBERR 位不置位。

页擦除/编程保护

FMC 的页擦除/编程保护功能可以阻止对闪存的意外操作。当 FMC 对被保护页进行页擦除或编程操作时，操作本身无效且 FMC_STAT 寄存器的 WPERR 位将被置 1。如果 WPERR 位被置 1 且 FMC_CTL 寄存器的 ERRIE 位也被置 1 来使能相应的中断， FMC 将触发闪存操作出错中断，等待 CPU 处理。配置可选字节块的 WP [31:0]某位为 0 可以单独使能某几页的保护功能。如果在可选字节块执行了擦除操作，所有的闪存页擦除和编程保护功能都将失效。当可选字节的 WP 被改变时，需要系统复位使之生效。

12.3.软件配置说明

FMC 以 Program 配置为例来说明

Demo 一 (flash 编程)

demo 功能说明： MCU 上电启动后，对 MCU flash 的 0x8004000~ 0x08004800 的 2K 的区域写 0x01234567 数据，当编写错误的时候，LED 会亮。

软件配置步骤如下：

1)配置 led 指示灯；

复制

gd_eval_led_init(LED2);

gd_eval_led_init(LED3);

2)进行 page erase

复制

void fmc_erase_pages(void)

{

 uint32_t EraseCounter;

 fmc_unlock(); //FMC 解锁

 fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR ); //清除标志

 for(EraseCounter = 0; EraseCounter < PageNum; EraseCounter++){

 fmc_page_erase(FMC_WRITE_START_ADDR + (FMC_PAGE_SIZE * EraseCounter)); //page 擦除

 fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR ); //清除标志

 }

 fmc_lock(); //FMC 加锁

}

3)page erase 检查

复制

void fmc_erase_pages_check(void)

{

uint32_t i;

ptrd = (uint32_t *)FMC_WRITE_START_ADDR；//将写地址赋值指针

for(i = 0; i < WordNum; i++)

{

if(0xFFFFFFFF != (*ptrd)) //判断地址是否擦除成功 

{

lednum = LED2;

gd_eval_led_on(lednum); //不成功的时候 LED2 会亮

break;

}else

{

ptrd++; // 指针地址++ 再进行下一个地址判断

}

}

}

4)flash 编程

复制

void fmc_program(void)

{

fmc_unlock(); //FMC 解锁

address = FMC_WRITE_START_ADDR;

while(address < FMC_WRITE_END_ADDR){

fmc_word_program(address, data0); //word 编程

address += 4;

fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR );//清除标志

}

fmc_lock(); //FMC 加锁

}

5)字编程检查

复制

void fmc_program_check(void)

{

uint32_t i;

ptrd = (uint32_t *)FMC_WRITE_START_ADDR; //将写地址赋值指针

for(i = 0; i < WordNum; i++)

{

if((*ptrd) != data0) //判断写入的数据是否一致

{

lednum = LED3;

gd_eval_led_on(lednum); //不相等的时候 LED3 会亮

break;

}else

{

ptrd++; // 指针地址++ 再进行下一个地址判断

}

}

}

12.4.FMC 使用注意事项

（1）操作 flash 之前需要 fmc_unlock()；

（2）flash 编程之前需要 page 擦除；

（3）Page erase 和 program 之前需要先清空标志位；

（4）避免在 erase 或者 program 过程中出现掉电情况，用 flash 作为 eeprom 来用时，需要做好数据备份；

（5）在擦除 code data flash 过程中，擦除的优先级最高，此时任何中断都不响应。这时需要注意 MCU 与外界通讯时，数据丢失情况。

教程由GD32 MCU方案商聚沃科技原创发布，了解更多GD32 MCU教程，关注聚沃科技官网，GD32MCU技术交流群：859440462

发表于 2024-9-3 15:09

FMC提供32位整字或16位半字编程功能，方便用户修改主存储闪存块的内容

发表于 2024-9-3 15:49

在ST里面叫FSMC，国产芯片换了个名字。

发表于 2024-9-16 17:29

FMC支持页擦除和整片擦除操作，允许用户根据需要独立擦除闪存的任意一页而不影响其他页内容

发表于 2024-9-18 10:03

对于GD32F30x系列，高达3M字节的片上闪存可用于存储指令或数据

发表于 2024-9-21 12:45

对于GD32F30x系列，高达3M字节的片上闪存可用于存储指令或数据

发表于 2024-9-23 14:59

在闪存的前256K字节空间内，CPU执行指令可以实现零等待，在此范围外则存在较长延时，这一设计显著提高了指令执行效率

发表于 2024-9-24 12:33

可以使用FMC_FLASH_Write函数将数据写入特定地址，通过FMC_FLASH_Read函数读取数据，并利用FMC_FLASH_ErasePage函数擦除特定

【GD32 MCU入门教程】四、GD32 MCU 常见外设介绍（12）FMC 模块介绍

相关帖子

浏览过的版块

十世金身

技术领袖奖章

坚毅之洋流

终身成就奖章

涓涓之细流

无冕之王奖章

奔腾之江水

经常做客