Сегодняшняя статья, как вы уже поняли из названия, будет посвящена микроконтроллерам STM32 и работе со встроенной Flash-памятью. Да-да, именно с той памятью, в которой хранится прошиваемая нами программа. Поскольку в STM32 нет EEPROM (энергонезависимой памяти) для хранения данных можно использовать Flash-память контроллера, и сегодня мы как раз и разберемся, как же это работает.
Сразу же скажу, что согласно документации Flash-память в STM32 позволяет осуществить минимум 10000 циклов перезаписи, что в принципе достаточно для того, чтобы использовать ее и в качестве энергонезависимой памяти для хранения неких данных.
Давайте для начала разберемся со структурой. Возьмем в качестве примера контроллер семейства STM32F10x, относящийся к High-Density устройствам (например, STM32F103VET6). Его память выглядит следующим образом:
Как видите, все жестко структурировано. Information Block содержит 2 раздела:
- System memory - тут хранится системный bootloader (забегая вперед скажу, что следующие статьи на нашем сайте будут целиком и полностью посвящены именно работе с bootloader'ом)
- Option bytes - информация о защите основной области памяти.
И, собственно, второй блок - Main memory - именно тут хранится записанная нами в контроллер программа. Этот блок, в свою очередь, разделен на страницы по 2 Кб (в данном случае мы имеем 256 страниц и, соответственно, общий объем памяти составляет целых 512 Кб). Как вы уже поняли, Flash-памяти у STM32 более чем достаточно, почти всегда остается несколько свободных от основной прошивки страниц, которые как раз-таки можно использовать для хранения данных после выключения питания контроллера.
Но тут нельзя не упомянуть о некоторых ограничениях при работе с Flash. Перед записью определенной страницы она должна быть предварительна стерта ("стертому" состоянию памяти соответствуют все биты, установленные в единицу). Соответственно, во время записи нужные биты могут быть "обнулены". Это приводит к ряду неудобств - например, у нас уже сохранено некоторое количество байт в определенной странице Flash-памяти. Для перезаписи одного байта нам нужно считать все ранее записанные, стереть страницу, а потом записать все байты обратно, включая измененный байт, который мы хотим сохранить.
Вот так вот в общем чертах это и работает. Кстати, лучше всего для своих целей использовать последние страницы памяти, которые с большей вероятностью будут свободны от основной прошивки, но, конечно же, нужно четко представлять сколько места в памяти занимает основная программа, и сколько есть свободного места.
Время традиционной вставки: поскольку компания STMicroelectronics прекратила поддержку библиотеки SPL, которая использовалась в этом курсе, я создал новый, посвященный работе уже с новыми инструментами, так что буду рад видеть вас там - STM32CubeMx. Кроме того, вот глобальная рубрика по STM32, а также статья на смежную тему из нового курса: Эмуляция EEPROM на базе Flash-памяти микроконтроллеров STM32.
С теорией все понятно, давайте рассмотрим некоторые практические моменты. Я буду, как и обычно, использовать SPL, а значит нам понадобятся файлы stm32f10x_flash.c и stm32f10x_flash.h в нашем проекте. И для того, чтобы работать с Flash-памятью нужно сначала ее разблокировать. Для этого в специальный регистр FLASH_KEYR необходимо записать два числа, одно за другим:
FLASH_KEYR = 0x45670123; FLASH_KEYR = 0xCDEF89AB;
В SPL для этого реализована функция FLASH_Unlock(). После разблокировки уже можно стирать и записывать данные. Для очистки будем использовать функцию:
FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)
В качестве параметра мы должны передать в функцию адрес стираемой страницы. Итак, страница стерта, как записать данные? А для этого у нас есть:
FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data)
С аргументами тут все понятно - передаем адрес ячейки памяти и собственно записываемые данные. Осталось понять, как же считать данные из Flash-памяти. А для этого просто:
uint32_t FLASH_Read(uint32_t address)
{
return (*(__IO uint32_t*)address);
}
Вот и все, ничего сложного, на этом сегодняшняя небольшая статья подходит к концу, в следующий раз мы будем обсуждать Bootloader, так что до скорого!
