GD32 MCU 入門教程】GD32 MCU 常見外設(shè)介紹（12）FMC 模塊介紹

12.1.FMC 基礎(chǔ)知識(shí)

閃存控制器（FMC），提供了片上閃存需要的所有功能。FMC 也提供了頁(yè)擦除，整片擦除，以及32 位整字或 16 位半字編程閃存等操作。 GD32 MCU 支持不同類型編程的具體說(shuō)明如下表 GD32 MCU 不同系列編程區(qū)別所示。

12.2.FMC 功能

支持 32 位整字或 16 位半字編程，頁(yè)擦除和整片擦除操作；

支持 CPU 執(zhí)行指令零等待區(qū)域（code area）和非零等待區(qū)域(data area); 大小為 16 字節(jié)的可選字節(jié)塊可根據(jù)用戶需求配置；

具有安全保護(hù)狀態(tài)，可阻止對(duì)代碼或數(shù)據(jù)的非法讀訪問；

相關(guān)術(shù)語(yǔ)說(shuō)明

GD32F10x 和 F30x 分別有 MD(中容量) 、HD(大容量)、XD（超大容量） 、CL（互聯(lián)型）系列，不同的系列外設(shè)資源有差異，使用固件庫(kù)(Firmware)也要作相應(yīng)的選擇和定義。 中容量產(chǎn)品指Flash 容量為小于 256K 字節(jié)的系列；

大容量產(chǎn)品指 Flash 容量為 256K 至 512K 字節(jié)之間的 系列； 超大容量產(chǎn)品指 Flash 容量為 768K 至 3072K 字節(jié)之間的系列。

GD32F10X/F30X 系列容量匯總

不同容量工程選擇說(shuō)明，固件庫(kù)是通過宏定義來(lái)區(qū)分的。

不同的系列 MCU flash 架構(gòu)不一樣，其中 GD32F 系列的 MCU flash 分 code area 和 data area, code area CPU 執(zhí)行指令是零等待， GD32E 系列 flash 不分 code area 和 data are，但都要插入等待周期。 GD32 系列 Code area&Data area 匯總

讀操作 閃存可以像普通存儲(chǔ)空間一樣直接尋址訪問。對(duì)閃存取指令和取數(shù)據(jù)分別使用 CPU 的 IBUS 或 DBUS總線。

代碼操作如：

uint32_t readflash[3] readflash [0] = *(__IO uint32_t*)(0x8004000); readflash [1] = *(__IO uint32_t*)((0x8004004); readflash [2] = *(__IO uint32_t*)((0x8004008);

頁(yè)擦除

FMC 的頁(yè)擦除功能使得主存儲(chǔ)閃存的頁(yè)內(nèi)容初始化為高電平。 每一頁(yè)都可以被獨(dú)立擦除，而不影響其他頁(yè)內(nèi)容。

FMC 擦除頁(yè)步驟如下：

? 確保 FMC_CTLx 寄存器不處于鎖定狀態(tài)；

? 檢查 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位來(lái)判定閃存是否正處于擦寫訪問狀態(tài)，若 BUSY 位為 1，則需等待該操作結(jié)束， BUSY 位變?yōu)?0；

? 置位 FMC_CTLx 寄存器的 PER 位；

? 將待擦除頁(yè)的絕對(duì)地址（ 0x08XX XXXX）寫到 FMC_ADDRx 寄存器；

? 通過將 FMC_CTLx 寄存器的 START 位置 1 來(lái)發(fā)送頁(yè)擦除命令到 FMC；

? 等待擦除指令執(zhí)行完畢， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

? 如果需要，使用 DBUS 讀并驗(yàn)證該頁(yè)是否擦除成功。

整片擦除

FMC 提供了整片擦除功能可以初始化主存儲(chǔ)閃存塊的內(nèi)容。當(dāng)設(shè)置 MER0 為 1 時(shí)，擦除過程僅作用于 Bank0，當(dāng)設(shè)置 MER1 為 1 時(shí)，擦除過程僅作用于 Bank1，當(dāng)設(shè)置 MER0 和 MER1 為 1 時(shí)，擦除過程作用于整片閃存。

整片擦除操作，寄存器設(shè)置具體步驟如下：

? 確保 FMC_CTLx 寄存器不處于鎖定狀態(tài)；

? 等待 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位變?yōu)?0；

? 如果單獨(dú)擦除 Bank0，置位 FMC_CTL0 寄存器的 MER 位。如果單獨(dú)擦除 Bank1，置位 FMC_CTL1 寄存器的 MER 位。如果整片擦除閃存，同時(shí)置位 FMC_CTL0 和 FMC_CTL1 寄存器的 MER 位；

? 通過將 FMC_CTLx 寄存器的 START 位置 1 來(lái)發(fā)送整片擦除命令到 FMC；

? 等待擦除指令執(zhí)行完畢， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

? 如果需要，使用 DBUS 讀并驗(yàn)證是否擦除成功。

字編程操作

FMC 提供了一個(gè) 64 位、32 位整字/16 位半字編程功能，用來(lái)修改主存儲(chǔ)閃存塊內(nèi)容。

編程操作使用各寄存器流程如下。

? 確保 FMC_CTLx 寄存器不處于鎖定狀態(tài)；

? 等待 FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位變?yōu)?0；

? 置位 FMC_CTLx 寄存器的 PG 位；

? DBUS 寫一個(gè) 32 位整字/16 位半字到目的絕對(duì)地址(0x08XXXXXX）；

? 等待編程指令執(zhí)行完畢， FMC_STATx 寄存器的 BUSY 位清 0；

? 如果需要，使用 DBUS 讀并驗(yàn)證是否編程成功。

可選字節(jié)塊擦除

FMC 提供了一個(gè)擦除功能用來(lái)初始化閃存中的可選字節(jié)塊。

可選字節(jié)塊擦除過程如下所示。

? 確保 FMC_CTL0 寄存器不處于鎖定狀態(tài)；

? 等待 FMC_STAT0 寄存器的 BUSY 位變?yōu)?0；

? 解鎖 FMC_CTL0 寄存器的可選字節(jié)操作位；

? 等待 FMC_CTL0 寄存器的 OBWEN 位置 1；

? 置位 FMC_CTL0 寄存器的 OBER 位；

? 通過將 FMC_CTL0 寄存器的 START 位置 1 來(lái)發(fā)送可選字節(jié)塊擦除命令到 FMC；

? 等待擦除指令執(zhí)行完畢， FMC_STAT 寄存器的 BUSY 位清 0；

? 如果需要，使用 DBUS 讀并驗(yàn)證是否擦除成功。當(dāng)可選字節(jié)塊擦除成功執(zhí)行， FMC_STAT 寄存器的 ENDF 位置位。若 FMC_CTL0 寄存器的 ENDIE 位被置 1， FMC 將觸發(fā)一個(gè)中斷。

可選字節(jié)塊編程

FMC 提供了一個(gè) 32 位整字/16 位半字編程功能，可用來(lái)修改可選字節(jié)塊內(nèi)容?？蛇x字節(jié)塊共有8 對(duì)可選字節(jié)。每對(duì)可選字節(jié)的高字節(jié)是低字節(jié)的補(bǔ)。當(dāng)?shù)妥止?jié)被修改時(shí)， FMC 自動(dòng)生成該選項(xiàng)字節(jié)的高字節(jié)。

字節(jié)塊編程操作過程如下。

? 確保 FMC_CTL0 寄存器不處于鎖定狀態(tài)；

? 等待 FMC_STAT0 寄存器的 BUSY 位變?yōu)?0；

? 解鎖 FMC_CTL0 寄存器的可選字節(jié)操作位；

? 等待 FMC_CTL0 寄存器的 OBWEN 位置 1；

? 置位 FMC_CTL0 寄存器的 OBPG 位；

? DBUS 寫一個(gè) 32 位整字/16 位半字到目的地址；

? 等待編程指令執(zhí)行完畢， FMC_STAT 寄存器的 BUSY 位清 0；

可選字節(jié)塊說(shuō)明

每次系統(tǒng)復(fù)位后，閃存的可選字節(jié)塊被重加載到 FMC_OBSTAT 和 FMC_WP 寄存器，可選字節(jié)生效?？蛇x字節(jié)的補(bǔ)字節(jié)具體為可選字節(jié)取反。當(dāng)可選字節(jié)被重裝載時(shí)，如果可選字節(jié)的補(bǔ)字節(jié)和可選字節(jié)不匹配， FMC_OBSTAT 寄存器的 OBERR 位將被置 1，可選字節(jié)被強(qiáng)制設(shè)置為 0xFF。若可選字節(jié)和其補(bǔ)字節(jié)同為 0xFF，則 OBERR 位不置位。

頁(yè)擦除/編程保護(hù)

FMC 的頁(yè)擦除/編程保護(hù)功能可以阻止對(duì)閃存的意外操作。當(dāng) FMC 對(duì)被保護(hù)頁(yè)進(jìn)行頁(yè)擦除或編程操作時(shí)，操作本身無(wú)效且 FMC_STAT 寄存器的 WPERR 位將被置 1。如果 WPERR 位被置 1 且 FMC_CTL 寄存器的 ERRIE 位也被置 1 來(lái)使能相應(yīng)的中斷， FMC 將觸發(fā)閃存操作出錯(cuò)中斷，等待 CPU 處理。配置可選字節(jié)塊的 WP [31:0]某位為 0 可以單獨(dú)使能某幾頁(yè)的保護(hù)功能。如果在可選字節(jié)塊執(zhí)行了擦除操作，所有的閃存頁(yè)擦除和編程保護(hù)功能都將失效。當(dāng)可選字節(jié)的 WP 被改變時(shí)，需要系統(tǒng)復(fù)位使之生效。

12.3.軟件配置說(shuō)明

FMC 以 Program 配置為例來(lái)說(shuō)明

Demo 一 (flash 編程)

demo 功能說(shuō)明： MCU 上電啟動(dòng)后，對(duì) MCU flash 的 0x8004000~ 0x08004800 的 2K 的區(qū)域?qū)?0x01234567 數(shù)據(jù)，當(dāng)編寫錯(cuò)誤的時(shí)候，LED 會(huì)亮。

軟件配置步驟如下：

1)配置 led 指示燈；

gd_eval_led_init(LED2); gd_eval_led_init(LED3);

2)進(jìn)行 page erase

void fmc_erase_pages(void) { uint32_t EraseCounter; fmc_unlock(); //FMC 解鎖 fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR ); //清除標(biāo)志 for(EraseCounter = 0; EraseCounter < PageNum; EraseCounter++){ fmc_page_erase(FMC_WRITE_START_ADDR + (FMC_PAGE_SIZE * EraseCounter)); //page 擦除 fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR ); //清除標(biāo)志 } fmc_lock(); //FMC 加鎖 }

1. page erase 檢查

void fmc_erase_pages_check(void) { uint32_t i; ptrd = (uint32_t *)FMC_WRITE_START_ADDR；//將寫地址賦值指針 for(i = 0; i < WordNum; i++) { if(0xFFFFFFFF != (*ptrd)) //判斷地址是否擦除成功 { lednum = LED2; gd_eval_led_on(lednum); //不成功的時(shí)候 LED2 會(huì)亮 break; }else { ptrd++; // 指針地址++ 再進(jìn)行下一個(gè)地址判斷 } } }

1. flash 編程

void fmc_program(void) { fmc_unlock(); //FMC 解鎖 address = FMC_WRITE_START_ADDR; while(address < FMC_WRITE_END_ADDR){ fmc_word_program(address, data0); //word 編程 address += 4; fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_END | FMC_FLAG_BANK0_WPERR | FMC_FLAG_BANK0_PGERR );//清除標(biāo)志 } fmc_lock(); //FMC 加鎖 }

1. 字編程檢查

void fmc_program_check(void) { uint32_t i; ptrd = (uint32_t *)FMC_WRITE_START_ADDR; //將寫地址賦值指針 for(i = 0; i < WordNum; i++) { if((*ptrd) != data0) //判斷寫入的數(shù)據(jù)是否一致 { lednum = LED3; gd_eval_led_on(lednum); //不相等的時(shí)候 LED3 會(huì)亮 break; }else { ptrd++; // 指針地址++ 再進(jìn)行下一個(gè)地址判斷 } } }

12.4.FMC 使用注意事項(xiàng)

（1）操作 flash 之前需要 fmc_unlock()；

（2）flash 編程之前需要 page 擦除；

（3）Page erase 和 program 之前需要先清空標(biāo)志位；

（4）避免在 erase 或者 program 過程中出現(xiàn)掉電情況，用 flash 作為 eeprom 來(lái)用時(shí)，需要做好數(shù)據(jù)備份；

（5）在擦除 code data flash 過程中，擦除的優(yōu)先級(jí)最高，此時(shí)任何中斷都不響應(yīng)。這時(shí)需要注意 MCU 與外界通訊時(shí)，數(shù)據(jù)丟失情況。

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