用stm32的flash保存数据的优化方法

最开始用stm32的flash保存数据的方法都是用原子的例程,STM32F1的话,原子的方法大概是创建一个1K或者2K的缓存,修改数据的时候,先把该扇区的所有数据写到该缓存,然后查看是否需要擦除整个扇区,一般在一个地方写的话,必须要擦除,要想不擦除,就需要一个变量记录下一次要写的地址,和数据一块保存。STM32F4的话,因为其最小扇区为16K,最大128K,写个稍大点的程序,就得用大扇区,原子的做法干脆不缓存了,直接擦了扇区,重写!(吐个槽,原子的一些程序可以再优化一下,感觉有些源码就是应付事儿,可以向更实用的更有效的方向发展发展嘛!!)回归正题,有一天,有一个项目用的屏幕不是静态显示的,需要不停的扫,每次保存数据的时候屏都会闪一次,原来是保存数据的时候,要擦除扇区,1K的扇区大概要15ms的时间才能擦除完成,而且这段时间单片机什么都不能干。为了解决这个问题,发现了网上有stm32flash模拟EEPROM的程序,学习后发现,比原子的例程更实用,更有效,既提高了存取速度,又能平均磨损flash,延长flash改写寿命。大家可百度stm32flash模拟EEPROM,还有人优化了官方给的demo。优化过后,加入了CurWrAddress,意在提高读写速度,但是正是这个CurWrAddress,引起了一些bug。

1 /* Global variable used to store variable value in read sequence */
2 uint16_t DataVar = 0;
3 uint32_t CurWrAddress;
4 /* Virtual address defined by the user: 0xFFFF value is prohibited */
5 extern uint16_t VirtAddVarTab[NumbOfVar];

第3行 把CurWrAddress初始化为0,就是一个bug。修改后的代码, 把InitCurrWrAddress()函数放在了__EE_Init()之后,也就是说只要__EE_Init()函数用到了CurWrAddress,那么CurWrAddress = 0,有某种情况下,这是个灾难。

uint16_t EE_Init(void)
{
uint16_t FlashStatus;
   
   FlashStatus=__EE_Init();
   
   InitCurrWrAddress();
   
   return(FlashStatus);
}

 

接下来,看__EE_Init()函数

  1   uint16_t __EE_Init(void)
  2    {
      ...
13 14 /* Check for invalid header states and repair if necessary */ 15 switch (PageStatus0) 16 { 17 case ERASED:
...
33 case RECEIVE_DATA: 34 if (PageStatus1 == VALID_PAGE) /* Page0 receive, Page1 valid */ 35 {           ... 43 if (VarIdx != x) 44 { 45 /* Read the last variables' updates */ 46 ReadStatus = EE_ReadVariable(VirtAddVarTab[VarIdx], &DataVar); .... 57 } 59 } ... 85 case VALID_PAGE: 95 {103 if (VarIdx != x) 104 { 105 /* Read the last variables' updates */ 106 ReadStatus = EE_ReadVariable(VirtAddVarTab[VarIdx], &DataVar);           ...118 } 119 } 120 ....140 } 141 142 return FLASH_COMPLETE; 143 }

我保留的出灾难的两种情况,第一PAGE0=VALID_PAGE,PAGE0 = RECEIVE_DATA,另一种反过来,其实就是在换页的时候,没有完成就掉电了,上电后初始化时,就会有bug了。为什么会有bug?因为这两种情况都用到了EE_ReadVariable函数,而优化后的EE_ReadVariable函数在读取保存变量的时候,是从CurWrAddress-2开始往后读,直到这一页的开始,问题来了,一开始CurWrAddress=0啊,uint32_t类型的0,减去2后等于多少?关键是还要用这个数,作为地址去读flash。。。所以一旦出现这种情况,GG。解决办法就是在碰到这两种情况的时候在读取变量之前,先调用InitCurrWrAddress(),并声明CurWrAddress的时候初始化为第二页的结尾(最起码不会GG了),调用InitCurrWrAddress()之后,会把CurrWrAddress更改为有效页或者RECEIVE页(如果状态为RECEIVE_DATA),然后再去读取数据,进行换页。这种办法并不能解决全部已知bug。

到这里还没完,还有一个bug,就是PAGE1要满了,换到PAGE0的时候。

 1 static uint16_t EE_PageTransfer(uint16_t VirtAddress, uint16_t Data)
 2 {
        ...
 8   /* Get active Page for read operation */
 9   ValidPage = EE_FindValidPage(READ_FROM_VALID_PAGE);
10 
11      ...19   if (ValidPage == PAGE1)  /* Page0 valid */
20   {
21     /* New page address where variable will be moved to */
22     NewPageAddress = PAGE0_BASE_ADDRESS;
23 
24     /* Old page address where variable will be taken from */
25     OldPageAddress = PAGE1_BASE_ADDRESS;
26   }
    ...
32   /* Set the new Page status to RECEIVE_DATA status */
33   FlashStatus = FLASH_ProgramHalfWord(NewPageAddress, RECEIVE_DATA);
    ...
40   InitCurrWrAddress();//aft 重新初始化写地址
41   /* Write the variable passed as parameter in the new active page */
42   EepromStatus = EE_VerifyPageFullWriteVariable(VirtAddress, Data);
    ....
49   /* Transfer process: transfer variables from old to the new active page */
50   for (VarIdx = 0; VarIdx < NumbOfVar; VarIdx++)
51   {
52     if (VirtAddVarTab[VarIdx] != VirtAddress)  /* Check each variable except the one passed as parameter */
53     {
54       /* Read the other last variable updates */
55       ReadStatus = EE_ReadVariable(VirtAddVarTab[VarIdx], &DataVar);
      ...67     }
68   }
69 
70   /* Erase the old Page: Set old Page status to ERASED status */
71   FlashStatus = FLASH_ErasePage(OldPageAddress);
72   /* If erase operation was failed, a Flash error code is returned */
73   if (FlashStatus != FLASH_COMPLETE)
74   {
75     return FlashStatus;
76   }
77 
78   /* Set new Page status to VALID_PAGE status */
79   FlashStatus = FLASH_ProgramHalfWord(NewPageAddress, VALID_PAGE);
80   /* If program operation was failed, a Flash error code is returned */
81   if (FlashStatus != FLASH_COMPLETE)
82   {
83     return FlashStatus;
84   }
85 
86   /* Return last operation flash status */
87   return FlashStatus;
88 }

33行执行完后,要更改CurrAddress了,这时如果是PAGE0要接收,那么CurrAddress = PAGE0_StarAdress+4了,那么在后边的读取数据,用于转换的时候,有个判断

Address=CurWrAddress-2;

while (Address > (PageStartAddress + 2)) 这个地方PageStartAddress = Page1_StarAddress ,而PAGE0_StarAdress+2肯定小于Page1_StarAddress啊,直接跳过了,导致不能转存其他数据

 1  EE_ReadVariable函数
    /* Get active Page for read operation */
    ValidPage = EE_FindValidPage(READ_FROM_VALID_PAGE);//而READ的规则是谁有效 就是谁 不关系是否RECIVE 和写有效区分
  PageStartAddress = (uint32_t)(EEPROM_START_ADDRESS + (uint32_t)(ValidPage * PAGE_SIZE)); 2 3 /* Get the valid Page end Address */ 4 //Address = (uint32_t)((EEPROM_START_ADDRESS - 2) + (uint32_t)((1 + ValidPage) * PAGE_SIZE)); 5 Address=CurWrAddress-2; 6 7 /* Check each active page address starting from end */ 8 while (Address > (PageStartAddress + 2)) 9 { 10 /* Get the current location content to be compared with virtual address */ 11 AddressValue = (*(__IO uint16_t*)Address); 12 13 /* Compare the read address with the virtual address */ 14 if (AddressValue == VirtAddress) 15 { 16 /* Get content of Address-2 which is variable value */ 17 *Data = (*(__IO uint16_t*)(Address - 2)); 18 19 /* In case variable value is read, reset ReadStatus flag */ 20 ReadStatus = 0; 21 22 break; 23 } 24 else 25 { 26 /* Next address location */ 27 Address = Address - 4; 28 } 29 }

我的做法是,修改 EE_ReadVariable函数,在读取数据的时候,如果PAGE0或者PAGE1有一个状态为正在接受,那么Address就用官方Demo给的语句赋值。这时解决全部这篇所说bug的方法。

//之前加上读取PageStatus0和1的语句
1     /* Get the valid Page end Address */
2     if((PageStatus0 == RECEIVE_DATA)||(PageStatus1 == RECEIVE_DATA))//当在页传输时,地址放在有效页的末尾来搜索所有的存储信息
3     {
4         Address = (uint32_t)((EEPROM_START_ADDRESS - 2) + (uint32_t)((1 + ValidPage) * PAGE_SIZE));
5     }
6     else
7     {
8         Address=CurWrAddress-2;
9     }

目前遇到的bug就这些。

综上所述,都是CurWrAddress闹得,

第一种:因为初始化CurWrAddress为0,在刚上电时候,恰巧碰到有一页状态为RECEIVE_DATA(概率不大),则在执行EE_ReadVariable函数的时候,Address=CurWrAddress-2;导致得到一个非法地址。

第二种:PAGE1满 要转给PAGE0,还是出在EE_ReadVariable函数里,Address=CurWrAddress-2;因为EE_PageTransfer中在转移数据之前,重新调整了CurWrAddress写地址到PAGE0了,而在读取未转移的地址需要从PAGE1底部开始查询,这就导致转移不全。

解决办法就是修改EE_ReadVariable函数,加入读取PAGE0和PAGE1的状态语句,并判断,如果有一个状态为RECEIVE_DATA,则按官方的调整Address。

 

加上stm32的掉电检测保存数据,上电后,检测扇区剩余空间,不够下一次保存的话,提前换页,因为stm32f4擦除一个扇区要1s多,掉电那些时间根本不够,另外掉电后,阈值2.7v的话,测试发现,保守估计可保存1000个字,和外围器件,电容有关。

最后上张stm32flash保存数据的图,0x8040000是扇区6的首地址,用于保存这一页的状态00 00为有效页标志,0x8040004和05保存的是数据,06和07的01 A1保存的是变量虚拟地址,实际上是0XA101,因为STM32是小端模式,低位字节位排放在低地址端,高位字节排放在高位地址端。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/Rainingday/p/6573968.html

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