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概述
1. 软硬件环境
1.1 软件开发环境
1.2 硬件环境
2 Flash操作库函数
2.1 nRF52832的Flash
2.2 Nordic 特有的 Flash 操作
2.2.1 nrfx_nvmc_bytes_write 函数 2.2.2 nrfx_nvmc_page_erase函数 2.2.3 nrfx_nvmc_write_done_check 函数
3 操作Flash的接口函数…目录
概述
1. 软硬件环境
1.1 软件开发环境
1.2 硬件环境
2 Flash操作库函数
2.1 nRF52832的Flash
2.2 Nordic 特有的 Flash 操作
2.2.1 nrfx_nvmc_bytes_write 函数 2.2.2 nrfx_nvmc_page_erase函数 2.2.3 nrfx_nvmc_write_done_check 函数
3 操作Flash的接口函数
3.1 接口实现
3.2 函数接口
4 验证
4.1 读取Flash的参数
4.2 大容量数据读写操作
5 使用Zephyr的Flash接口实现驱动
5.1 代码实现
5.2 测试代码实现
5.3 验证功能 概述
本文主要介绍基于 Zephyr RTOS 操作 Nordic 芯片的 Flash 存储器其主要涉及以下几个方面Nordic 内部Flash的资源操作Flash的接口验证读写数据功能等内容。
1. 软硬件环境
1.1 软件开发环境
nordic提供了基于zephyr平台sdk, 其提供了大量的demo可供开发者参考和使用同时nordi还提供一个集成的软件库工具方便开发者安装相应的SDK和编译工具链。集成环境同时包含了其他的一些软件非常便于进行项目开发。
软件工具功能版本信息nRF Connect SDK nordic提供基于zephyr的代码库v2.9.0 nRF Connect SDK Toolchain代码编译工具v2.9.1VS-CODE集成开发环境v1.99.3 nRF Connect for Desktopnordic集成工具链v5.1.0nRF Connect手机App
手机App下载地址
https://nav.nordicsemi.com/search?querynRF%20Connect
1.2 硬件环境
本案例是在nRF52832开发板nRF52-DK上实现的该开发板nRF52832的主要特点如下 1板载j-link调试接口 2引出所有 IO接口用户可根据实际应用外载其他设备 3支持4个LED 4支持4路Key接口 5板载UART调试接口方便打印调试信息 2 Flash操作库函数
2.1 nRF52832的Flash
在 Zephyr 的设备树中配置 Flash如下本文以nRF52832的设备树为例 具体设备树代码如下
flash0 {partitions {compatible fixed-partitions;#address-cells 1;#size-cells 1;boot_partition: partition0 {label mcuboot;reg 0x00000000 0xc000;};slot0_partition: partitionc000 {label image-0;reg 0x0000C000 0x37000;};slot1_partition: partition43000 {label image-1;reg 0x00043000 0x37000;};storage_partition: partition7a000 {label storage;reg 0x0007a000 0x00006000;};};
2.2 Nordic 特有的 Flash 操作
2.2.1 nrfx_nvmc_bytes_write 函数
nrfx_nvmc_bytes_write 是 Nordic 提供的用于向 Flash 写入数据的底层函数属于 nrfx 驱动库的一部分。这个函数提供了比 Zephyr 通用 Flash API 更底层的访问方式。
函数原型
nrfx_err_t nrfx_nvmc_bytes_write(uint32_t addr, const void *p_src, uint32_t num_bytes);
参数说明
参数类型描述addruint32_tFlash 中要写入的目标地址p_srcconst void *包含要写入数据的源缓冲区指针num_bytesuint32_t要写入的字节数 返回值 返回 nrfx_err_t 类型可能的值为 NRFX_SUCCESS - 写入成功完成 NRFX_ERROR_INVALID_ADDR - 提供的地址无效 NRFX_ERROR_INVALID_LENGTH - 请求的长度无效 重要注意事项 地址对齐 虽然函数名为 bytes_write但实际上写入操作是以32位字为单位进行的 地址必须是4字节对齐的addr % 4 0 长度也必须是4的倍数 Flash状态 目标区域必须已经被擦除全为0xFF 只能将1改为0不能将0改为1 中断影响 Flash写入期间CPU会被暂停 建议在写入关键代码段时禁用中断 2.2.2 nrfx_nvmc_page_erase函数
nrfx_nvmc_page_erase 是 Nordic nRF 系列芯片提供的用于擦除 Flash 页面的底层函数属于 nrfx 驱动库的一部分。这个函数执行的是对整个 Flash 页的擦除操作。
函数原型
void nrfx_nvmc_page_erase(uint32_t address);
参数说明
参数类型描述addressuint32_t要擦除的 Flash 页中的任意地址 注意事项 页面大小 不同 nRF 芯片的 Flash 页面大小不同 nRF51 系列1024 字节 (1KB) nRF52 系列4096 字节 (4KB) 可以使用 NRF_FICR-CODEPAGESIZE 获取实际的页面大小 地址对齐 地址参数不需要严格对齐到页面起始地址 函数会自动对齐到包含该地址的页面起始地址 擦除效果 擦除后整个页面的所有位将被设置为 1 (0xFF) 擦除是写入操作的必要前提 2.2.3 nrfx_nvmc_write_done_check 函数
nrfx_nvmc_write_done_check 是 Nordic nRF 系列芯片提供的用于检查 Flash 写入/擦除操作是否完成的辅助函数属于 nrfx 驱动库的一部分。
函数原型
bool nrfx_nvmc_write_done_check(void);
功能说明 主要用途 检查 NVMC (Non-Volatile Memory Controller) 是否已完成前一次 Flash 编程或擦除操作 提供非阻塞式的操作完成状态检查机制 返回值 true表示所有挂起的 Flash 操作已完成 false表示 Flash 操作仍在进行中 底层原理 通过检查 NVMC 的 READY 寄存器位来确定操作状态 对应寄存器位NRF_NVMC-READY 3 操作Flash的接口函数
3.1 接口实现
在Zephyr OS框架下使用Flash的相关接口需要做如下配置
1在.conf文件中使能Flash的操作接口
CONFIG_NRFX_NVMCy
CONFIG_FLASHyCONFIG_FLASH_PAGE_LAYOUTy
CONFIG_FLASH_MAPy 2引用相关的头文件
#include zephyr/kernel.h
#include zephyr/drivers/flash.h
#include nrfx_nvmc.h 3.2 函数接口 1写操作
u32 user_flash_write(u32 addr, const u8 *buf, u32 size)
{nrfx_nvmc_bytes_write(addr, buf, size);while(nrfx_nvmc_write_done_check() false);return size;
}
2读操作
u32 user_flash_read(u32 addr, u8 *buf, u32 size)
{u32 i;const uint8_t *p (const uint8_t *)addr;for (i 0; i size; i ) {*buf *p ;}return size;
}
3擦除操作
s8 user_flash_erase(u32 addr)
{nrfx_err_t err_code nrfx_nvmc_page_erase(addr);if (err_code ! NRFX_SUCCESS){LOG_ERR(Erase flash page(0x%08x) err_code(0x%08x), addr, err_code);}while(nrfx_nvmc_write_done_check() false){// wait for erase to complete}return 0;
}
4 验证
4.1 读取Flash的参数
实现函数接口如下
void user_drv_flash_msg( void )
{flash_msg.paga_size nrfx_nvmc_flash_page_size_get();flash_msg.total_bytes nrfx_nvmc_flash_size_get();flash_msg.total_page nrfx_nvmc_flash_page_count_get();printf(Flash page size: %d bytes \r\n, flash_msg.paga_size );printf(Total flash size: %d bytes \r\n, flash_msg.total_bytes );printf(Total flash page count: %d \r\n , flash_msg.total_page);
}
验证结果如下 4.2 大容量数据读写操作 实现一个写大容量的数据函数
#define NOR_FLASH_PAGE_SIZE 4096u8 wrflash_buff[NOR_FLASH_PAGE_SIZE];
void nor_flash_Write( u32 WriteAddr, u8 *pBuffer, u16 NumByteToWrite)
{ u32 secpos;u16 secoff;u16 secremain;u16 i;secpos WriteAddr/NOR_FLASH_PAGE_SIZE;secoff WriteAddr%NOR_FLASH_PAGE_SIZE;secremain NOR_FLASH_PAGE_SIZE-secoff;if(NumByteToWrite secremain)secremain NumByteToWrite;while(1) {user_flash_read(secpos*NOR_FLASH_PAGE_SIZE, wrflash_buff, NOR_FLASH_PAGE_SIZE); for( i0; isecremain; i){if(wrflash_buff[secoffi]!0XFF)break; }if(isecremain){user_flash_erase(secpos*NOR_FLASH_PAGE_SIZE);for(i0;isecremain;i){wrflash_buff[isecoff]pBuffer[i];}user_flash_write(secpos*NOR_FLASH_PAGE_SIZE,wrflash_buff, NOR_FLASH_PAGE_SIZE);}else{user_flash_write( WriteAddr, pBuffer, secremain);} if( NumByteToWrite secremain)break;else{secpos;secoff0;pBuffer secremain; WriteAddr secremain;NumByteToWrite - secremain;if( NumByteToWriteNOR_FLASH_PAGE_SIZE )secremain NOR_FLASH_PAGE_SIZE;elsesecremain NumByteToWrite; }}
}
验证函数
u8 write_buff[1024];
u8 read_fuff[1024];
void test_flash()
{user_drv_flash_msg();for( int i 0; i 1024; i ){write_buff[i] 0x5a;}u32 address flash_msg.total_bytes - (flash_msg.total_page-3)*4096 - 12;nor_flash_Write(address,write_buff, 1024);// read buff user_flash_read(address, read_fuff, 1024);for( int i 0; i 1024; i ){if( read_fuff[i] ! write_buff[i]){printk( test_flash: failed \n); return;}}printk( test_flash: pass \n); }
验证结果如下 5 使用Zephyr的Flash接口实现驱动
5.1 代码实现 使用的主要接口
#include drivers/flash.h// 获取 Flash 设备
const struct device *flash_dev DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_flash_controller));// 读取数据
int flash_read(const struct device *dev, off_t offset, void *data, size_t len);// 写入数据
int flash_write(const struct device *dev, off_t offset, const void *data, size_t len);// 擦除扇区
int flash_erase(const struct device *dev, off_t offset, size_t size); 5.2 测试代码实现
u8 write_buff[1024];
u8 read_fuff[1024];const struct device *flash_dev DEVICE_DT_GET(DT_CHOSEN(zephyr_flash_controller));void test_flash( void )
{u32 address;user_drv_flash_msg();address flash_msg.total_bytes - (flash_msg.total_page-3)*4096;for( int i 0; i 1024; i ){write_buff[i] 0x5a;}// 擦除一个页面 (通常4KB)flash_erase(flash_dev, address, 4096);// 写入数据flash_write(flash_dev, address, write_buff, sizeof(write_buff));// 读取验证flash_read(flash_dev, address, read_fuff, sizeof(read_fuff));for( int i 0; i 1024; i ){if( read_fuff[i] ! write_buff[i]){printk( test_flash: failed \n); return;}}printk( test_flash: pass \n);
}5.3 验证功能
烧写代码运行后结果如下
