STM32F0xx 微控制器中的EEPROM 仿真4 _; Z5 w% L5 n0 Z1 { 简介 在工业应用中经常使用 EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)来存储可更新的数据。EEPROM 是用在复杂系统(例如计算机)和其它电子器件中的一种永久(非易失)存储器存储系统,它可以在电源故障时存储和保留少量数据。 为了降低成本,可以使用特定的软件算法用片上 Flash 替代外部 EEPROM。 此应用笔记将介绍使用 STM32F0xx 器件的片上 Flash 通过仿真 EEPROM 机制来取代独立EEPROM 的软件解决方案。 8 K5 i" V; z# ~0 _ 此仿真至少要使用 Flash 中的两个扇区。EEPROM 仿真代码会在页面填满后在页面之间交换数据,而且此过程对用户是透明的。 此应用笔记随附的 EEPROM 仿真驱动程序满足以下要求: : t5 r+ \) \. K9 B ● 提供简单 API 的轻量级实现,这种 API 由初始化、读写数据和降低存储器占用量三种功能构成。 ' `( \, h2 ?- |1 W ● 简单且可轻松更新的代码模型。 3 A- m, ]: d5 @: s' {1 E8 B ● 对用户透明的清除和内部数据管理。 9 K# P# B7 a( ~) k# J0 d8 m ● 后台页擦除。 s1 _) ^& x$ \% d4 x ● 至少需要使用两个 Flash 页,如果需要进行耗损均衡,则需要更多。 " j; X0 c; ?% I! F 1 外部 EEPROM 与仿真 EEPROM 之间的主要差异 . B* r r( h; E! X" U- H EEPROM 是许多需要非易失性数据存储的嵌入式应用的关键组件,它在运行期间以字节或字为粒度进行更新。 这些系统中使用的微控制器通常是基于嵌入式 Flash 存储器的。为了避免使用这些组件、节约 PCB 空间并降低系统成本,可使用 STM32F0xx Flash 代替外部 EEPOM,模拟代码和数据的存储。 9 B8 w6 @+ z& @) v' x8 z/ | 但是与 Flash 不同的是,外部 EEPROM 在重写数据之前并不需要执行擦除操作来释放空间。要将数据存储到嵌入式 Flash 中,需要执行特殊的软件管理。 - h% L. n& V- J _- Q 这种仿真软件机制由许多因素决定,包括 EEPROM 可靠性、所使用的 Flash 的架构以及产品要求等。 / Y8 \3 W( |" j2 C ; k, ]' q8 v2 x: J5 E. \ 对于使用相同 Flash 技术的任何微控制器(不局限于 STM32F0xx 系列产品),嵌入式 Flash和外部串行 EEPROM 之间的主要差异完全一致。表 1 中汇总了这些主要差异。; @- H; D; A% O W; Q- [ 2 P( a0 E+ G. v" J% t 1.1 写访问时间上的差异 由于 Flash 的写访问时间较短,所以对于一些关键参数,在仿真 EEPROM 中的存储速度要比在外部串行 EEPROM 中更快,从而可以改善数据存储。 1.2 擦除时间上的差异 % z' Y8 T" ~* _6 o6 @- X4 ^2 M+ X擦除时间方面的差异是独立 EEPROM 与使用嵌入式 Flash 的仿真 EEPROM 之间的另一个重大差异。与 Flash 不同,EEPROM 在写之前不需要执行擦除操作来释放空间。这就意味着必须执行某种形式的软件管理,才能将数据存储到 Flash 中。此外,由于 Flash 中的块擦除过程不需要太长时间,所以在设计 Flash 管理软件时,应注意考虑可能会中断擦除过程的电源关闭和其它一些意外事件(例如复位)。要设计强大的 Flash 内存管理软件,必须透彻了解 Flash 擦除过程。 / T" s% L9 [9 i# }7 t) O 注: 即使软件重置,也不会中断正在对 STM32F0xx 嵌入式 Flash 执行的页擦除或批量擦除操作 1.3 写方法上的相似之处 外部 EEPROM 与具有 STM32F0xx 嵌入式 Flash 的仿真 EEPROM 之间的一个相似之处是写方法。 . R+ ?( I& V- H; G: R● 独立外部 EEPROM:在被 CPU 启动之后,字写入不能被软件复位中断。只有供电故障才会中断写过程,因此正确设置去耦电容的大小可以保护独立 EEPROM 中的整个写过程。 ● 使用嵌入式 Flash 仿真的 EEPROM:由 CPU 启动后,写过程可由电源故障中断。即使软件复位,也不会中断正在对 STM32F0xx 嵌入式 Flash 执行的字写入操作。EEPROM算法会停止,但是当前的 Flash 字写入操作不会因软件复位而中断。 ' o/ Y4 q+ L( o- U- L [. A |
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