stm32Flash模拟eeprom心得(原创)

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STM32F10X FLASH模拟EEPROM心得

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花了几天时间研究stm32用Flash模拟EEPROM的问题，终于彻底弄懂了这种机制，由于我英文很菜，所以官方文档没有仔细看，而是直接去抠官方给出的例子程序，当然这种方法比较笨，但最终效果是一样的。

下面仅将我学习过程中的一些心得体会给大家介绍一下，希望能对需要的人有所帮助，有不足之处望大家积极指正。

首先推荐大家看的文档就是ST的官方文档《AN2594.pdf》和前辈总结出的《STM32 FLASH 模拟EEPROM使用和优化.pdf》和已经优化过的例程代码《FW_

下面开始进入主题

1.为什么要用flash模拟eeprom？

在许多应用场合下需要用eeprom保存非易失性的数据，但是意法半导体为了控制成本，没有在STM32F10X系列芯片中集成EEPROM，所以我们就需要用其内部集成的FLASH通过软件模拟EEPROM来达到同样的效果。

2.stm32中的片上FLASH特点

根据《STM32F10X闪存编程》中的介绍，以小容量为例（如下图），我们要使用的是32个1K字节/页的主存储空间，也就是说这段空间里除了保存用户代码的部分，其余部分我们是可以利用其作为数据存储使用的。

stm32的FLASH分为主存储块和信息块。主存储块用于保存具体的程序代码和用户数据，信息块用于负责由stm32出厂是放置2KB的启动程序（Bootloader）并锁死，用户无法更改。选项字节存储芯片的配置信息及对主存储块的保护信息。

STM32的FLASH主存储块按页组织，有的产品每页1KB，有的产品每页2KB。页面典型的用途就是用于按页擦除FLASH。从这点来看，页面有点像通用FLASH的扇区

上图中FLASH一页大小为1KB。范围为从地址0x08000000开始的32KB 内。

对Flash 的写入操作要“先擦除后写入”的原则；

闪存的读写涉及一个概念，字（Word）32bit和半字（HalfWord）16bit，虽然STM32 FLASH也是由字节组成，但STM32 FLASH的编程每次都是以16bit半字为单位，且FLASH地址必须为偶数，否则会出错。

3.对AN259

4.pdf中模拟EEPROM机制的解释

官方例程中用了2页FLASH空间来作为模拟EEPROM进行数据存储，例如页3（0x08000C00-0x08000FFF）和页4（0x08001000-0x080013FF），分别将其标记为PAGE0和PAGE1，简单流程如下图

按照《使用和优化.pdf》中的解释，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。每页前面4 字节保留，其中前2 字节是该页状态标志。

是的，看到这里我开始感觉到了迷惑，迫切的需要弄清楚这种机制。。。。

官方文档中的这张图说明了虚拟的EEPROM在FLASH中的保存形式，对页进行以4字节为单位的分块，每块的前2字节保存虚拟EEPROM的16bit数据，后两字节保存此数据的16bit虚拟地址，虚拟地址必须为（0x0000-0xFFFE）。

那么先在这里说一下页面的三种状态

●ERASED 页面是空的或者刚刚擦除数据，此时整个页面都是0xFFFF

●RECEIVE_DATA 按照官方解释是，此页面处在接收已满页面的有效数据

过程中。一旦另一页面完成擦除（即数据搬运完毕），此页面状态即变成VALID_PAGE。搬运的时候先将最新更新的数据写入，然后再将所有有效数据（除刚刚更新的虚拟地址的数据）写入页面。状态字：0xEEEE

●VALID_PAGE 页面含有有效数据，这种状态会一直保持，直到所有有效数

据搬运到已擦除的页面(有效数据搬运到新页面)。状态字：0x0000

1.写数据

前面已经说到每页前4个字节保留，其中前2字节为页面状态字。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。

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.对【有效数据】的解释

在两次保存虚拟地址为0x7777的数据时（如下图所示）由于写数据时总是在FLASH中从首至尾依次存放，而读的时候总是从尾至首查找匹配，所以最后一次写入的虚拟地址是0x7777对应的数据1245 才是有效的。这就是虚拟数据的更新。

4.页满时的数据处理

当有新数据要写入而页面内无0xFFFF地址即页面已满时，会将数据写入新的页面，并将原页面的有效数据也复制至新的页面，紧接着擦除已满的页面。如下图所示：

5.优化的问题

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。

增加关键代码

uint32_t CurWrAddress;

// 初始化写地址，减少每次读写时查询时间

uint16_t InitCurrWrAddress(void)

详细请看修改后的例子，读写函数也做了相应更改

剩下的就是大家根据官方代码与优化过的代码进行对比，并通过eeprom.h 中的三个入口函数进行细致研究了。

本人水平有限，如有不妥之处请及时指正

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