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FLASH仿真EEPROM---基于智芯Z20K11XM

news 2025/11/7 5:52:37

一、介绍

电可擦和可编程只读存储器(EEPROM)可以对字节或字编程和擦除。EEPROM中的数据即使断电也能保持，但Z20K1xx芯片不含EEPROM。然而，闪存可以通过EEPROM仿真软件来模拟EEPROM。Z20K1xx包含两个flash阵列。编程和擦除操作可以在一个数组上进行，同时在另一个数组上执行代码。

二、存储原理

EEPROM仿真包含两个或多个扇区，每个扇区都包含一组闪存扇区。只有一个扇区被选为活动块。存储在活动扇区中的记录列表用于访问数据。每条记录都有一个ID，用来区别于其他记录。记录是一组变量。数据记录的长度是可变的。

记录按顺序编入活动扇区。为了更新记录，软件将新版本的记录写入活动扇区中下一个可用的位置。当读取记录时，软件检索具有匹配ID的最近写入的记录。当活动扇区没有足够的空间容纳新记录时，软件将活动扇区内的所有有效记录复制到其他EE扇区之一。这个新扇区成为活动扇区，之前的活动扇区失效。由于旧记录在交换期间被清除，新的活动扇区应该有空间用于记录更新。交换后，新记录将被写入新的活动扇区。后续会详细描述，这一交换原理。

三、内存组成

下图为扇区的内存组成列表图包含扇区+记录+数据存储区。

1.扇区

每个扇区包含一个扇区报头，它包括以下部分

sectorlD:扇区标识。每当有一个新的扇区，这个数字就增加1变得活跃。它从1开始。sectorlD最大的部门是活跃的部门。
sectorstart address:扇区起始地址扇区大小:扇区的大小，以字节为单位。

checksum:扇区id、扇区起始地址和扇区大小字段之和。

sector valid flag:扇区的有效标志，如果等于一个特殊的值，则表示该扇区有效

sector invalid flag:扇区的无效标志，如果等于特殊值，则表示该扇区为失效。

2.记录

每条记录包含一个记录头，它包括以下部分:

recordlD:记录的标识。
data address:记录的数据地址
record size:记录大小(以字节为单位)。
check sum:recordID、数据地址和记录大小字段之和。
record valid flag:记录的有效标志，如果它等于一个特殊值，则该记录是有效的。

record invalid flag:记录的无效标志，如果它等于一个特殊值，则该记录无效。

四、扇区交换

前面提到过存储的原理实际就是活动扇区的交换，实际上扇区的交换就是在活动扇区满足以下这三点时：

①当活动扇区没有足够的空间来写入新记录时

②当在EE初始化期间检测到无效记录头时(可选)。

③当最后一个记录头无效时。

把所有的有效记录从一个活动扇区复制到另一个扇区，下图举例了三个扇区的交换：

初始时，Sector0是活动扇区，

第一次交换后，Sector0变为“invalid”，Sector1变为活动扇区。

第二次交换后，Sector1变为“invalid”，Sector2变为活动扇区。

再了解了存储结构和交换原理后我们就可以理解代码并写一段demo例子了。

五、代码编程

1.结构体初始化

static uint32_t cacheTable[EE_CACHE_RECORD_NUM];
static EE_cache_t cacheConf =
{cacheTable,               /* cache 起始地址 */EE_CACHE_RECORD_NUM       /* cache 缓存大小 */
};/* 扇区0配置 */
static const EE_SectorConfig_t sectorConf0 =
{EE_SECTOR_0_ADDR,          /* 起始地址 */EE_SECTOR_SIZE,            /* 大小 */
};/* 扇区1配置 */
static const EE_SectorConfig_t sectorConf1 =
{EE_SECTOR_1_ADDR,          /* 起始地址 */EE_SECTOR_SIZE,            /* 大小 */
};/* 扇区2配置 */
static const EE_SectorConfig_t sectorConf2 =
{EE_SECTOR_2_ADDR,          /* 起始地址 */EE_SECTOR_SIZE,            /* 大小 */
};/* 扇区配置数组 */
static const EE_SectorConfig_t* sectorConfig[EE_SECTOR_NUM] =
{&sectorConf0,&sectorConf1, &sectorConf2, 
};/* EEPROM配置 */
EE_Config_t eeConf =
{.sectorNum = EE_SECTOR_NUM,  /* 扇区数量 */.sectors = sectorConfig,     /* 扇区配置 */.cacheEn = ENABLE,           /* cache 使能 */.cTable = &cacheConf,        /* cache 结构体 */.busyFlag = RESET,.maxRecordId = EE_MAX_RECORD_ID,         /* 最大记录ID */
};

2.系统初始化

static void system_init(void)
{  WDOG_Config_t wdogCfg = {.winEnable = DISABLE,.wait = DISABLE,.stop = DISABLE,.debug = DISABLE,.windowValue = 0,.timeoutValue = 9600,.clkSource = WDOG_LPO_CLOCK,.testMode = WDOG_TST_NORMAL,        };CLK_SetClkDivider(CLK_CORE, CLK_DIV_1);CLK_SetClkDivider(CLK_BUS, CLK_DIV_1);CLK_SetClkDivider(CLK_SLOW, CLK_DIV_8);if(ERR == WDOG_Init(&wdogCfg)){ErrorTrap();}if(ERR == WDOG_Enable()){ErrorTrap();}
}

3.初始化EEPROM

EEPROM仿真初始化，最多尝试三次，错误处理判断

while ((i < 3U) && (ret != EE_OK))
{ret = EE_Init(&eeConf, ENABLE, &CallBack);i++;
}
if(ret != EE_OK)
{ErrorTrap();
}

4.写入数据到EEPROM

写入数据到EEPROM，每个记录的ID从0到最大记录ID（EE_MAX_RECORD_ID），数据大小从1字节到缓冲区大小（BUFFER_SIZE），验证写入的数据，确保读取的数据与写入的数据一致。

    for(id = 0U; id <= eeConf.maxRecordId; id++){size = id + 1U;if(size > BUFFER_SIZE){size = BUFFER_SIZE;}/* Init buffer*/for (i = 0; i < size; i++){buffer[i] = (uint8_t)(i + id);}ret = EE_WriteRecord(&eeConf,id, size, buffer,0, CallBack);if(ret != EE_OK){/* if writing fails, re-initialize and try again */ret = EE_Init(&eeConf, ENABLE, &CallBack);if(ret != EE_OK){ErrorTrap();}else{ret = EE_WriteRecord(&eeConf,id, size, buffer, 0, CallBack);if(ret != EE_OK){/* still error after reinitialization */ErrorTrap();}} }for (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){buffer[i] = 0U;}ret = EE_ReadRecord(&eeConf,id,size,buffer,&readOutSize,CallBack);if(ret != EE_OK){ErrorTrap();}else{if(size != readOutSize){ErrorTrap();}for(i = 0; i < readOutSize; i++){if(buffer[i] != i + id){ErrorTrap();}}}}

5.验证写入的数据

验证写入的数据，确保读取的数据与写入的数据一致。

    ret = EE_DeleteRecord(&eeConf,EE_TEST_RECORD_ID,CallBack);if(ret != EE_OK){ErrorTrap();}for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){buffer[i] = 0;}size = BUFFER_SIZE;ret = EE_ReadRecord(&eeConf,EE_TEST_RECORD_ID,size,buffer,&readOutSize,

6.验证删除操作

    if(ret != EE_ERROR_DATA_NOT_FOUND){ErrorTrap();}while(true){CallBack();}

7.回调函数与错误处理函数

void CallBack(void);
static void ErrorTrap(void);void CallBack(void)
{WDOG_Refresh();
}static void ErrorTrap(void)
{while(true){CallBack();}
}