使用外部 Flash¶
本文根据思澈科技(SiFli)的 Flash 使用指南整理出一套外部存储集成流程,覆盖 SF32LB52x、SF32LB55x、SF32LB56x 和 SF32LB58x 的控制器配置、地址空间、RT-Thread 直接访问、MTD 文件系统、预留区域、新型号 Flash 器件的驱动移植、PSRAM 以及 J-Link Open Flashloader 支持。
原指南中的 FLASH 同时指 NOR Flash 和 NAND Flash。本文保留 SDK 的符号名和设备名;复制配置到产品前,请先核对目标 SDK 分支和开发板原理图。
控制器模型和能力¶
思澈科技(SiFli)的 Flash 控制器可以同时连接多个 Flash 器件:
表:各系列 Flash 控制器能力
| 系列 | 最大器件数 | 本文覆盖的 PSRAM 线数 | 示例中的控制器命名 |
|---|---|---|---|
| SF32LB52x | 汇总的源资料未列出该项 | 以目标系列指南为准 | 以目标 SDK 的 QSPI/MPI 命名为准 |
| SF32LB55x | 4 | 仅 4 线 PSRAM | QSPI |
| SF32LB56x | 4 | 4 线和 8 线 PSRAM | MPI/QSPI 兼容命名 |
| SF32LB58x | 5 | 4 线、8 线和 16 线 PSRAM | MPI/QSPI 兼容命名 |
这些器件可以是 NOR Flash,也可以是 NAND Flash。相较于 SF32LB55x,SF32LB56x 和 SF32LB58x 的控制器都支持 8 线 PSRAM;其中,SF32LB58x 还支持 16 线 PSRAM。早期的控制器称为 QSPI,面向更多存储器类型的新控制器称为 MPI。
典型的控制器分配如下:
- SF32LB55x: 控制器 1 通常处理片内 NOR Flash;控制器 2 和 3 取决于板级方案;控制器 4 连接 NOR Flash,可由 LCPU 访问(HCPU 也可以访问)。
- SF32LB58x: 控制器 1 和 2 通常处理片内 NOR Flash 或 PSRAM,具体取决于封装;控制器 3 和 4 取决于板级方案;控制器 5 是片内 NOR Flash,可由 LCPU 访问(HCPU 也可以访问)。
- SF32LB56x: 控制器 1 和 2 通常处理片内 NOR Flash 或 PSRAM,具体取决于封装;控制器 3 取决于板级方案;控制器 5 是片内 NOR Flash,可由 LCPU 访问(HCPU 也可以访问)。该系列没有控制器 4。
Flash 驱动分为两层:HAL 层负责访问硬件寄存器和执行基础逻辑;DRV 层提供 Flash 读写、擦除、初始化和控制功能,以及供设备和文件系统使用的接口。
控制器支持单线和四线 Flash 操作、DMA 加速、页编程、页读取,以及扇区/块擦除。NOR Flash 还可以通过 AHB 内存接口直接读取。基本擦除单位取决于具体的 Flash 器件。
配置 QSPI 或 MPI¶
Flash 属性和使用方式通过 menuconfig 配置,并生成 rtconfig.h。配置项包括控制器使能、DMA、MTD 注册、文件系统设置、存储容量,以及设备 ID 的处理方式(自动读取或手动指定)。
SF32LB55x QSPI 示例¶
在 menuconfig 中,原指南依次进入 RTOS → On-chip Peripheral Driver → Enable QSPI → Enable QSPI Driver → QSPI Controller 1 Enable,再选择 QSPI1 模式、是否使用文件系统、存储容量,以及设备 ID 是自动读取还是手动指定。
对应的 rtconfig.h 定义如下:
#define BSP_USING_QSPI 1 /*使能QSPI 模块*/
#define BSP_USING_SPI_FLASH 1 /*使能QSPI 控制FLASH功能(为了兼容以前版本)*/
#define BSP_ENABLE_QSPI1 1 /*使能QSPI控制器1*/
#define BSP_QSPI1_USING_DMA 1 /*QSPI1 使用FIFO DMA */
#define BSP_QSPI1_MODE 0 /*QSPI1 连接控制Nor FLASH*/
#define BSP_QSPI1_MEM_SIZE 4 /*配置FLASH1的总大小为4MB*/
#define BSP_QSPI1_CHIP_ID 0 /*FLASH1 DEV ID 由系统获取,不需要手动输入(这个配置是为了当有些FLASH获取ID的命令时序与默认设置不同时,手动添加ID以便查找正确的命令表)*/
第二个 NOR Flash 和第三个 NAND Flash 的源示例如下:
#define BSP_ENABLE_QSPI2 1 /*使能QSPI2 模块*/
#define BSP_QSPI2_USING_DMA 1 /*使能QSPI2 FIFO DMA <*/
#define BSP_QSPI2_MODE 0 /*设置FLASH2 为NOR-FLASH*/
#define BSP_QSPI2_MTD_EN 1 /*FLASH2 注册MTD 设备 */
#define BSP_QSPI2_FS_START 2048 /*FLASH2 MTD 设备可访问地址的起始位置为8MB(2048*4K)*/
#define BSP_QSPI2_FS_SIZE 2048 /*长度为8MB(2048*4KB)*/
#define BSP_QSPI2_MEM_SIZE 32 /*配置FLASH2的总大小为32MB*/
#define BSP_QSPI2_CHIP_ID 0 /*FLASH2 DEV ID 由系统获取,不需要手动输入*/
#define BSP_ENABLE_QSPI3 1 /*使能QSPI3 模块*/
#define BSP_QSPI3_USING_DMA 1 /*使能QSPI3 FIFO DMA <*/
#define BSP_QSPI3_MODE 1 /*设置FLASH3 为NAND-FLASH*/
#define BSP_QSPI3_MEM_SIZE 128 /*配置FLASH3的总大小为128MB*/
#define BSP_QSPI3_CHIP_ID 0 /*FLASH3 DEV ID 由系统获取,不需要手动输入*/
SF32LB58x MPI 示例¶
在 SF32LB58x EVB 上,原指南依次进入 RTOS → On-chip Peripheral Driver → Enable MPI → Enable QSPI Driver → MPI Controller 1 Enable,再选择 MPI 模式、存储容量和其他器件选项。模式值为:0 NOR、1 NAND、2 PSRAM、3 OPSRAM、4 HPSRAM 和 5 LEGACY_PSRAM。
MPI 总开关和各控制器示例如下:
#define BSP_ENABLE_MPI1 1 /*使能MPI 1 模块*/
#define BSP_ENABLE_QSPI1 1 /*使能MPI 1(为了兼容之前版本)*/
#define BSP_MPI1_MODE_4 1 /*MPI1 设置为功能4---16线PSRAM*/
#define BSP_QSPI1_MODE 4
#define BSP_USING_PSRAM1 1
#define BSP_QSPI1_MEM_SIZE 32 /*Source value; verify its size encoding for the target SDK release.*/
#define BSP_ENABLE_MPI2 1 /*使能MPI 2 模块*/
#define BSP_ENABLE_QSPI2 1 /*使能MPI 2(为了兼容之前版本)*/
#define BSP_MPI2_MODE_4 1 /*MPI2 设置为功能4---16线PSRAM*/
#define BSP_QSPI2_MODE 4
#define BSP_USING_PSRAM2 1
#define BSP_QSPI2_MEM_SIZE 32 /*配置MPI2的总大小为32MB*/
#define BSP_ENABLE_MPI3 1 /*使能MPI 3 模块*/
#define BSP_ENABLE_QSPI3 1 /*使能MPI 3(为了兼容之前版本)*/
#define BSP_MPI3_MODE_0 1 /*MPI3 设置为功能0---NOR FLASH*/
#define BSP_QSPI3_MODE 0
#define BSP_USING_NOR_FLASH3 1
#define BSP_QSPI3_USING_DMA 1 /*MPI3 使用DMA*/
#define BSP_QSPI3_MEM_SIZE 32 /*配置MPI3的总大小为32MB*/
#define BSP_ENABLE_MPI4 1 /*使能MPI 4 模块*/
#define BSP_ENABLE_QSPI4 1 /*使能MPI 4(为了兼容之前版本)*/
#define BSP_MPI4_MODE_1 1 /*MPI4 设置为功能1---NAND FLASH*/
#define BSP_QSPI4_MODE 1
#define BSP_USING_NAND_FLASH4 1
#define BSP_QSPI4_USING_DMA 1 /*MPI4 使用DMA*/
#define BSP_QSPI4_MEM_SIZE 128 /*Source comment says 128 MB; verify against the target device and SDK.*/
#define BSP_ENABLE_MPI5 1 /*使能MPI 5 模块*/
#define BSP_ENABLE_QSPI5 1 /*使能MPI 5(为了兼容之前版本)*/
#define BSP_MPI5_MODE_0 1 /*MPI5 设置为功能0---NOR FLASH*/
#define BSP_QSPI5_MODE 0
#define BSP_USING_NOR_FLASH5 1
#define BSP_QSPI5_USING_DMA 1 /*MPI5 使用DMA*/
#define BSP_QSPI5_MEM_SIZE 4 /*配置MPI5的总大小为4MB*/
SF32LB56x 的 MPI 配置基本与 SF32LB58x 一致,但不存在 MPI4。
核对 MPI 配置示例
思澈科技(SiFli)的源资料中,MPI1 配置说明与示例代码存在矛盾:文字说明称 MPI1 默认连接 NOR Flash,且模式不可修改;紧接着的配置片段却将 MPI1 配置为模式 4(16 线 PSRAM)。此外,MPI1 的 BSP_QSPI1_MEM_SIZE 值为 32,注释称总容量为 16 MB;MPI4 的配置值为 128,注释称 128 MB,而 EVB 容量表列为 64 MB。本文保留源代码配置值,不推断宏的编码含义或实际容量。请以目标 SDK 版本的 Kconfig/生成配置、开发板原理图及器件规格为准。
Flash 地址空间¶
下表是控制器的最大地址窗口。实际可用容量由 menuconfig 中选择的 Flash 器件决定,不能只依据最大窗口判断。
SF32LB55x¶
表:SF32LB55x Flash 控制器地址窗口
| 控制器 | 起始地址 | 结束地址 | 最大窗口 | EVB 说明 |
|---|---|---|---|---|
| FLASH1 | 0x10000000 |
0x11FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 4 MB |
| FLASH2 | 0x64000000 |
0x67FFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 32 MB |
| FLASH3 | 0x68000000 |
0x6FFFFFFF |
128 × 1024 × 1024 字节 | EVB 未使能 |
| FLASH4 | 0x12000000 |
0x13FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 未使能 |
控制器基地址定义位于 mem_map.h:
#define QSPI1_MEM_BASE (0x10000000)
#define QSPI2_MEM_BASE (0x64000000)
#define QSPI3_MEM_BASE (0x68000000)
#define QSPI4_MEM_BASE (0x12000000)
SF32LB58x¶
C-BUS 地址空间
表:SF32LB58x C-BUS 地址空间
| 控制器 | 起始地址 | 结束地址 | 最大窗口 | EVB 说明 |
|---|---|---|---|---|
| MPI1 | 0x10000000 |
0x11FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 16 MB |
| MPI2 | 0x12000000 |
0x13FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 16 MB |
| MPI3 | 0x14000000 |
0x17FFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 32 MB |
| MPI4 | 0x18000000 |
0x1BFFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 64 MB |
| MPI5 | 0x1C000000 |
0x1FFFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 4 MB |
S-BUS 地址空间
表:SF32LB58x S-BUS 地址空间
| 控制器 | 起始地址 | 结束地址 | 最大窗口 | EVB 说明 |
|---|---|---|---|---|
| MPI1 | 0x60000000 |
0x61FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 16 MB |
| MPI2 | 0x62000000 |
0x63FFFFFF |
32 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 16 MB |
| MPI3 | 0x64000000 |
0x67FFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 32 MB |
| MPI4 | 0x68000000 |
0x9FFFFFFF |
896 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 64 MB |
对于大于 64 MB 的 NAND Flash,指南建议将其挂载到 MPI4,并使用从 0x68000000 开始的地址。
#define QSPI1_MEM_BASE (0x10000000)
#define QSPI2_MEM_BASE (0x12000000)
#define QSPI3_MEM_BASE (0x14000000)
#define QSPI4_MEM_BASE (0x18000000)
#define QSPI5_MEM_BASE (0x1C000000)
SF32LB56x¶
C-BUS 地址空间
表:SF32LB56x C-BUS 地址空间
| 控制器 | 起始地址 | 结束地址 | 最大窗口 | EVB 说明 |
|---|---|---|---|---|
| MPI1 | 0x10000000 |
0x107FFFFF |
8 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 4 MB |
| MPI2 | 0x10800000 |
0x13FFFFFF |
56 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 16 MB |
| MPI3 | 0x14000000 |
0x17FFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 128 MB |
| MPI5 | 0x1C000000 |
0x1FFFFFFF |
64 × 1024 × 1024 字节 | EVB 容量 1 MB |
S-BUS 地址空间
表:SF32LB56x S-BUS 地址空间
| 控制器 | 起始地址 | 结束地址 | 最大窗口 |
|---|---|---|---|
| MPI1 | 0x60000000 |
0x607FFFFF |
8 × 1024 × 1024 字节 |
| MPI2 | 0x60800000 |
0x63FFFFFF |
56 × 1024 × 1024 字节 |
| MPI3 | 0x64000000 |
0x9FFFFFFF |
960 × 1024 × 1024 字节 |
#define QSPI1_MEM_BASE (0x10000000)
#define QSPI2_MEM_BASE (0x10800000)
#define QSPI3_MEM_BASE (0x14000000)
#define QSPI5_MEM_BASE (0x1C000000)
地址窗口不等于器件容量
原指南将 SF32LB56x MPI3 的 C-BUS 地址范围列为 0x14000000–0x17FFFFFF,却将窗口大小标为 128 MB。按包含首尾地址计算,该范围实际为 64 MB,因此上表采用 64 MB。原指南中的 EVB 器件容量仍单独保留为 128 MB;器件容量不能用于推算这个 C-BUS 窗口的大小。使用地址范围前,请核对目标 SDK 的内存映射。
通过 RT-Thread 访问 Flash¶
RT-Thread 的 Flash 接口根据绝对地址选择控制器。先完成控制器和 Flash 器件配置并生成 rtconfig.h,再调用 rt_hw_flash_init:
int rt_hw_flash_init(void);
int rt_flash_read(rt_uint32_t addr, rt_uint8_t *buf, size_t size);
int rt_flash_write(rt_uint32_t addr, const rt_uint8_t *buf, size_t size);
rt_err_t rt_flash_erase(rt_uint32_t addr, size_t size);
rt_flash_read 和 rt_flash_write 成功时返回实际读写的字节数,失败时返回 0;rt_flash_erase 成功时返回 RT_EOK。以上为便于阅读而整理的接口声明,实际头文件和返回行为应以目标 SDK 分支为准。
使用 rt_flash_read 读取 NOR 和 NAND。NOR 也可以通过内存窗口直接读取;NAND 则必须通过 API 读取,并由调用方管理缓冲区。两者的写操作都使用 rt_flash_write。擦除时,NOR 的地址和长度通常需要按扇区对齐(一般为 4 KB),NAND 则需要按块对齐(一般为 128 KB)。未对齐区域中的数据需要由调用方自行备份和恢复。
如果 Flash 不支持 XIP,就不能在同一片 Flash 上执行代码的同时进行擦写。因此应将 Flash 驱动代码放到 SRAM 中执行。原指南的 Keil 链接脚本片段在 0x200E1000 开始处预留 64 KB:
LR_IROM1 0x10020000 0x100000 { ; load region size_region
...
ER_IROM1_EX 0x200E1000 0x10000 { ; Flash code and RO need to put in SRAM
drv_flash_z0.o (.text.*)
drv_flash_z0.o (.rodata.*)
bf0_hal_flash.o (.text.*)
bf0_hal_flash_ext_z0.o (.text.*)
...
}
...
}
原指南的回读示例存在未初始化数据缓冲区和清理路径错误,不能直接运行。下面改为传入测试地址的 NOR Flash 示例,不预设产品中的固定地址:
擦除测试具有破坏性
仅在专用、可擦写的 NOR 测试区域中运行,并将示例中的 TEST_SIZE 调整为器件与驱动要求的擦除粒度。测试区域至少应覆盖完整擦除单元;地址和长度必须满足对齐要求。不得覆盖引导配置、校准数据、固件/OTA 镜像、文件系统或用户数据。本例不适用于 NAND;NAND 还需要按器件和驱动处理坏块、ECC、OOB 及页/块约束。
#include <rtthread.h>
#include <string.h>
#define TEST_SIZE 4096u /* Set to the device erase granularity; reserve a full test region. */
static int flash_nor_round_trip(rt_uint32_t address)
{
rt_uint8_t *write_buf = RT_NULL;
rt_uint8_t *read_buf = RT_NULL;
int result = RT_ERROR;
if ((address % TEST_SIZE) != 0)
return RT_ERROR;
write_buf = rt_malloc(TEST_SIZE);
read_buf = rt_malloc(TEST_SIZE);
if (write_buf == RT_NULL || read_buf == RT_NULL)
goto cleanup;
for (rt_size_t i = 0; i < TEST_SIZE; ++i)
write_buf[i] = (rt_uint8_t)(i & 0xFFu);
if (rt_flash_erase(address, TEST_SIZE) != RT_EOK)
goto cleanup;
if (rt_flash_write(address, write_buf, TEST_SIZE) != (int)TEST_SIZE)
goto cleanup;
if (rt_flash_read(address, read_buf, TEST_SIZE) != (int)TEST_SIZE)
goto cleanup;
if (memcmp(write_buf, read_buf, TEST_SIZE) != 0)
goto cleanup;
result = RT_EOK;
cleanup:
if (read_buf != RT_NULL)
rt_free(read_buf);
if (write_buf != RT_NULL)
rt_free(write_buf);
return result;
}
通过 RT-Thread MTD 使用 Flash¶
RT-Thread 提供 MTD-NOR 和 MTD-NAND 两类设备驱动。如果在配置文件中正确配置并使能 MTD 和文件系统,系统启动时会自动注册设备。可以通过 rt_device_find("flash1") 查询;控制器设备名分别为 flash1、flash2、flash3(以及其他已使能控制器对应的设备名)。返回非空值表示注册成功。
MTD 可供文件系统和 USB 存储使用。应用通常只需查找设备并绑定;MTD-NOR 已封装读写操作。如果自行注册设备,则需要实现下面的操作表。
MTD-NOR 设备结构¶
struct rt_mtd_nor_device
{
struct rt_device parent;
rt_uint32_t block_size; /* The Block size in the flash */
rt_uint32_t block_start; /* The start of available block*/
rt_uint32_t block_end; /* The end of available block */
/* operations interface */
const struct rt_mtd_nor_driver_ops* ops;
};
struct rt_mtd_nor_driver_ops
{
rt_uint32_t (*read_id) (struct rt_mtd_nor_device* device);
rt_size_t (*read) (struct rt_mtd_nor_device* device, rt_off_t offset, rt_uint8_t* data, rt_uint32_t length);
rt_size_t (*write) (struct rt_mtd_nor_device* device, rt_off_t offset, const rt_uint8_t* data, rt_uint32_t length);
rt_err_t (*erase_block)(struct rt_mtd_nor_device* device, rt_off_t offset, rt_uint32_t length);
};
rt_err_t rt_mtd_nor_register_device(const char* name, struct rt_mtd_nor_device* device);
MTD-NAND 设备结构¶
struct rt_mtd_nand_device
{
struct rt_device parent;
rt_uint16_t page_size; /* The Page size in the flash */
rt_uint16_t oob_size; /* Out-of-band (OOB) bytes per page */
rt_uint16_t oob_free; /* the free area in oob that flash driver not use */
rt_uint16_t plane_num; /* the number of plane in the NAND Flash */
rt_uint32_t pages_per_block; /* The number of page a block */
rt_uint16_t block_total;
rt_uint32_t block_start; /* The start of available block*/
rt_uint32_t block_end; /* The end of available block */
/* operations interface */
const struct rt_mtd_nand_driver_ops* ops;
};
struct rt_mtd_nand_driver_ops
{
rt_uint32_t (*read_id) (struct rt_mtd_nand_device* device);
rt_err_t (*read_page)(struct rt_mtd_nand_device* device,
rt_off_t page,
rt_uint8_t* data, rt_uint32_t data_len,
rt_uint8_t * spare, rt_uint32_t spare_len);
rt_err_t (*write_page)(struct rt_mtd_nand_device * device,
rt_off_t page,
const rt_uint8_t * data, rt_uint32_t data_len,
const rt_uint8_t * spare, rt_uint32_t spare_len);
rt_err_t (*move_page) (struct rt_mtd_nand_device *device, rt_off_t src_page, rt_off_t dst_page);
rt_err_t (*erase_block)(struct rt_mtd_nand_device* device, rt_uint32_t block);
rt_err_t (*check_block)(struct rt_mtd_nand_device* device, rt_uint32_t block);
rt_err_t (*mark_badblock)(struct rt_mtd_nand_device* device, rt_uint32_t block);
};
rt_err_t rt_mtd_nand_register_device(const char* name, struct rt_mtd_nand_device* device);
原指南中的 NOR 文件系统示例注册 flash1、查找设备、使用 Elm 格式化并挂载。该示例针对 SF32LB56x;目标系列应重新确认控制器名称和文件系统区域:
// 注册MTD DEVICE
struct rt_mtd_nor_device *nod = malloc(sizeof(struct rt_mtd_nor_device));
nod->block_start = BSP_FLASH1_FS_START;
nod->block_size = FLASH_SECT_SIZE;
nod->block_end = nod->block_start + BSP_FLASH1_FS_SIZE;
nod->ops = &flash_ops;
nod->parent.user_data = &lflash_handle[0];
lflash_handle[0].nod = nod;
rt_mtd_nor_register_device("flash1", (struct rt_mtd_nor_device *)(lflash_handle[0].nod));
// 查找MTD DEVICE:
rt_device_t dev = rt_device_find("flash1");
if (dev) // device find, it has beed registered to mtd
{
// MTD设备的使用,直接使用设备名,mkfs, mount都会去查找设备并调用设备的读写接口
if (dfs_mkfs("elm", "flash1") == 0)
{
dfs_mount("flash1", "/", "elm", 0, 0);
....
}
}
检查并预留当前 Flash 布局¶
思澈科技(SiFli)的 SF32LB55x 内存使用指南 给出了默认的 QSPI1 布局:0x10000000 至 0x1000FFFF 的 64 KB 区域包含 Flash 配置表、校准表和保留区;接下来的 64 KB(0x10010000 至 0x1001FFFF)用于 Boot ROM 补丁,用户代码从 0x10020000 开始。如果 FLASH2 使用 NOR Flash,图片资源从 0x64000000 开始。FlashDB(或 EasyFlash)也会使用 flash1 和 flash2 的部分空间保存变量和日志;这些区域需要根据系统需求重新规划。
#define FLASH_TABLE_SIZE (20*1024)
#define FLASH_CAL_TABLE_SIZE (8*1024)
#define FLASH_BOOT_PATCH_SIZE (64*1024)
#define FLASH_BASE_ADDR (0x10000000)
#define FLASH_TABLE_START_ADDR (FLASH_BASE_ADDR)
#define FLASH_TABLE_END_ADDR (END_ADDR(FLASH_TABLE_START_ADDR, FLASH_TABLE_SIZE))
#define FLASH_CAL_TABLE_START_ADDR (FLASH_TABLE_END_ADDR+1)
#define FLASH_BOOT_PATCH_START_ADDR (0x10010000)
#define FLASH_BOOT_PATCH_END_ADDR (END_ADDR(FLASH_BOOT_PATCH_START_ADDR, FLASH_BOOT_PATCH_SIZE)) /* 0x1001FFFF */
#define FLASH_USER_CODE_START_ADDR (FLASH_BOOT_PATCH_END_ADDR + 1) /* 0x10020000 */
这些地址是原指南中的默认布局,不是适用于所有产品的通用分区表。分配产品数据前,应与目标链接脚本、引导程序(bootloader)、OTA 方案、文件系统范围和实际 Flash 容量统一核对。
移植 NOR Flash 器件驱动¶
不同开发板可能使用不同型号的 NOR Flash。移植驱动时,需要同时核对器件的硬件规格和操作命令。
硬件要求¶
需要检查:
- 供电电压:3.3 V 或 1.8 V;
- 器件是否支持单线、双线和四线 SPI;
- 各种线数模式下支持的最高频率;
- 硬件设计所需的其他细节。原指南指出,工作温度和擦写速度不是此阶段软件移植所要求匹配的项目。
操作命令¶
读、写和擦除命令随厂商及器件型号而异。请将器件规格书与 bf0_hal_qspi.h 中的命令 ID 对照;如果现有命令表不匹配,则在 flash_table.c 中添加命令表。
/**
* @brief SPI_FLASH command index
*/
typedef enum
{
SPI_FLASH_CMD_WREN = 0, /*!< write enable, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_WRDI, /*!< write disable, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_RDSR, /*!< read status register, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_WRSR, /*!< write status register, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_PREAD, /*!< page read, nand */
SPI_FLASH_CMD_READ, /*!< single line read, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_FREAD, /*!< fast read , nor + nand */
SPI_FLASH_CMD_DREAD, /*!< fast read dual output, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_QREAD, /*!< fast read quad output, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_2READ, /*!< 2 line read, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_4READ, /*!< 4 line read, nor+nand . ==== 10 */
SPI_FLASH_CMD_RDID, /*!< read id, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_PLD, /*!< load program data, nand */
SPI_FLASH_CMD_QPLD, /*!< qual program load, nand */
SPI_FLASH_CMD_PLDR, /*!< randome program load, nand */
SPI_FLASH_CMD_QPLDR, /*!< qual random program load, nand */
SPI_FLASH_CMD_PEXE, /*!< program execute, nand */
SPI_FLASH_CMD_BE, /*!< block erase, nand */
SPI_FLASH_CMD_RST, /*!< reset, nor+nand */
SPI_FLASH_CMD_RST_EN, /*!< reset en, nor */
SPI_FLASH_CMD_RDSR2, /*!< read status register 2, nor ==== 20 */
SPI_FLASH_CMD_WVSR, /*!< write volatile status register, nor */
SPI_FLASH_CMD_PP, /*!< PAGE PROGRAM, nor */
SPI_FLASH_CMD_QPP, /*!< QUAL PAGE PROGRAM, nor */
SPI_FLASH_CMD_RDEAR, /*!< read extended address register, nor */
SPI_FLASH_CMD_WREAR, /*!< write extended address register, nor */
SPI_FLASH_CMD_PE, /*!< page erase, nor */
SPI_FLASH_CMD_SE, /*!< SECTOR erase, nor */
SPI_FLASH_CMD_BE32, /*!< BLOCK erase 32KB, nor */
SPI_FLASH_CMD_BE64, /*!< BLOCK erase 64KB, nor */
SPI_FLASH_CMD_CE, /*!< CHIP ERASE, nor ===== 30 */
SPI_FLASH_CMD_RDSR3, /*!< read status register 3, nor */
SPI_FLASH_CMD_WRSR3, /*!< WRITE status register 3, nor */
SPI_FLASH_CMD_EN4BM, /*!< enter 4-byte address mode, nor */
SPI_FLASH_CMD_ET4BM, /*!< exit 4-byte address mode, nor */
SPI_FLASH_CMD_RD4BA, /*!< read with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_FR4BA, /*!< fast read with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_FQR4BA, /*!< fast read quad output with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_4RD4BA, /*!< 4 IO read with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_PP4BA, /*!< page program with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_QPP4BA, /*!< quad page program with 4-byte address, nor ==== 40 */
SPI_FLASH_CMD_SE4BA, /*!< sector erase with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_BE4BA, /*!< 64KB block erase with 4-byte address, nor */
SPI_FLASH_CMD_WRSR2, /*!< write status register command 2, nor */
SPI_FLASH_CMD_LEFPA, /*!< Last ECC Failue Page Address, NAND */
SPI_FLASH_CMD_BBM, /*!< Bad Block Management, NAND */
SPI_FLASH_CMD_RBLUT, /*!< Read BBM Look Up Table, NAND */
SPI_FLASH_CMD_COUNT /*!< current support flash command */
} SPI_FLASH_CMD_E;
SDK 已包含 flash_cmd_table_list。如果器件命令与现有表完全一致,可以直接复用;否则需要添加新的命令表。表项结构如下:
/**
* @brief SPI_FLASH manual command
*/
typedef struct
{
uint8_t cmd;
uint8_t func_mode; /*!< manual read 0 / write 1 */
uint8_t data_mode; /*!< 0 no data / 1 single line / 2 dual line / 3 quad line */
uint8_t dummy_cycle; /*!< dummy cycle between command and address/data */
uint8_t ab_size; /*!< alternate byte size, */
uint8_t ab_mode; /*!< alternate byte mode, 0 no, 1 single line, 2 dual line, 3 four-line */
uint8_t addr_size; /*!< address byte count - 1 */
uint8_t addr_mode; /*!< 0 no, 1 single line / 2 dual line / 3 four line */
uint8_t cmd_mode; /*!< 0 no, 1 single line / 2 dual line / 3 four line */
} FLASH_CMD_CFG_T;
其中,cmd 是命令 ID(源示例中写使能为 0x06,读状态寄存器为 0x05);func_mode 选择读或写;data_mode 选择无数据、单线、双线或四线数据;dummy_cycle 表示命令与地址/数据之间的空时钟周期;ab_size 和 ab_mode 描述交替字节(alternate bytes);addr_size 和 addr_mode 描述地址长度及线数模式;cmd_mode 表示命令本身使用单线、双线还是四线发送。
移植 NAND Flash 器件驱动¶
NAND 驱动的移植流程基本与 NOR 一致,但命令集和时序因器件而异,需要依据具体器件的规格书确定操作序列。有些器件的 ID 读取时序不同;如果默认时序无法读到正确 ID,就需要修改 ID 读取实现,或者在配置中显式指定正确 ID,以便选中新增的命令表。
移植 PSRAM¶
原指南记录了 APM PSRAM 的支持情况:支持 4 线、8 线和 16 线模式,容量覆盖 4 MB 到 32 MB:
- SF32LB55x 只支持 4 线 PSRAM。
- SF32LB58x 支持 4 线、8 线和 16 线 PSRAM。
- SF32LB56x 支持 4 线和 8 线 PSRAM。
请根据芯片封装、板级布线和 PSRAM 器件选择匹配的 MPI / QSPI 模式及存储容量配置。
使用 J-Link DSK 和 Open Flashloader¶
SDK 中的 tools/flash/jlink_drv 是思澈科技(SiFli)提供的静态 J-Link 设备支持包(Device Support Kit,DSK)。根目录下的 JLinkDevices.xml 描述设备、Flash 存储区(bank)和加载器(loader)的关系;各子目录中的 ELF 文件是对应的 Open Flashloader 算法。
请安装 J-Link V7.62 或更高版本,然后将整个 tools/flash/jlink_drv 目录复制到当前用户的 JLinkDevices\SiFli 目录。Windows 默认路径为 C:\Users\<user>\AppData\Roaming\SEGGER\JLinkDevices\SiFli。
请让以下规则与板级工程保持一致:
- 从 J-Link V7.62 开始,
JLinkDevices下的所有*.xml文件会被递归扫描,因此不需要修改 J-Link 安装目录中的JLinkDevices.xml。 - XML 中的加载器路径相对于
JLinkDevices.xml解析,因此必须复制完整目录,不能只复制部分 ELF 文件。 - 选择的设备必须与板级工程
rtconfig.py中的JLINK_DEVICE一致,例如SF32LB56X、SF32LB56X_NAND或SF32LB52X_NOR。 - 同一个
FlashBankInfo下可以包含多个LoaderInfo。J-Link 默认使用列表中的第一个加载器。需要显式选择其他加载器时,可使用_device "<DeviceName>?BankAddr=<FlashBankBase>&Loader=<LoaderName>"_,或在 J-Link 脚本中调用_JLINK_ExecCommand("DEVICE_SelectLoader BankAddr=<FlashBankBase> Loader=<LoaderName>");_。 - 不带后缀的设备名,如
SF32LB52X、SF32LB55X、SF32LB56X和SF32LB58X,现在已经包含完整的存储区和加载器信息,并默认优先使用 NOR 加载器。带后缀的设备名仍然保留,用于兼容已有脚本。
集成检查清单¶
将外部 Flash 用于产品前,请记录:
- 准确的 SF32 系列、封装、Flash 器件、电压和支持的线数模式;
- QSPI / MPI 控制器、模式、DMA、存储容量、设备 ID 以及 MTD / 文件系统设置;
- 地址窗口和预留区域:表、校准数据、启动补丁、镜像、资源、变量、日志和文件系统数据;
- 擦除对齐要求,以及擦写期间驱动是否从 SRAM 执行;
- 使用的 MTD 设备名和文件系统挂载路径;
- 开发板的 J-Link 设备名和加载器选择。
相关页面¶
- 分区表 — 将 Flash 区域与镜像和 OTA 布局统一起来。
- OTA 与 DFU — 预留产品数据区域前检查升级行为。
- SiFli-SDK 应用笔记 — 完整的应用笔记索引。
官方来源¶
最后更新: