QN9080 如何在代码中添加 Flash 锁定功能

• 概述

最近有一些客户反馈，在产品中有时因为代码的问题导致 Flash 有一些固定部分被擦写掉，从而导致程序在运行中出现一些奇怪的问题，甚至变砖。为了避免在运行过程中出现这个问题，我们可以在 BootLoader 里面或者应用代码的开端处添加 Flash 锁定的功能，锁定一部分不用改变的 Flash 空间。以下就以 QN9080 为例。

• 功能分析

在需要实现这个功能时，我们首先要查阅 QN9080 的 UserManual，从里面查找相应的功能。在 UserManual 中的第28节中有关于 Flash 锁定与保护相关说明，如下图所示：

在 Flash 中有一段数据是用于锁定跟保护 Flash 的，地址中的一个 bit 对应一个最小保护单位 page（2KB）。Flash 总共有 512KB，分为两个 Block，一个 Block 大小为 256KB。所以总共有 32 个Byte数据用来操作每一个 page 的锁定情况，其中地址如下图所示：

其中可以看到，除了那32个 Byte 之外还有一个 Byte 用来表示配置 SWD 时的保护状态以及是否使能大规模擦除（mass erase）。其中 page erase lockbit 与后面 mass erase，flash protection 的在 SWD操作时以及代码运行时的真值表如下图所示：

SWD 操作：

代码运行时：

所以简单来说，我们要做的就是在代码运行之初或者直接在 Bootloader 中对这些 Flash 位置进行操作，从而达到对 Flash 的锁定与保护。

• 代码实现过程

接下来我们就基于 QN9080 的 Bootloader 代码来添加 Flash 的 page lockbit 的操作。

1. 如下图所示，我们在 Flash 初始化之后添加 page lockbit 的操作，其中具体的函数 SDK 有提供，详情可以参考 c 文件。
   
   
   
   其中结构体 user_lockbit.lockCtrl0~8 分别就是上述的33个Byte 数据内容，其中 user_lockbit.lockCtrl8 只有最低一个 Byte的数据有效，对应 0x7F820 的数据。其中我们设置user_lockbit.lockCtrl0 跟 user_lockbit.lockCtrl4 为 0xFFFFFFFC，即最低两位为0，分别对应将 Block0 以及 Block1 的开始各两个 Page 进行保护。所以换算下来就是 0x00~ 0x0FFF 以及 0x40000 ~ 0x40FFF 这8KB 数据进行锁定。

然后我们在下面添加测试代码。如下图所示：     
                                                                                          

我们对 0x40000 之后的代码进行擦写的操作，分别在 0x40000 以及 0x41000 中写入 36 字节的数据，数据内容如下图所示：

进行编译之后，我们烧录到 QN9080 开发板上运行，然后在通过 ISP 模式中的接上 USB 线，通过 U 盘模式读取整个 Flash 的数据情况，如下图所示：

将读取到 bin 通过 WinHex 等工具查看其中的数据。如下图所示，在 0x40000 中没有写入上述的36个字节数据，而在 0x41000 处则是写入上述的 36 个字节数据。

• 注意事项

在本文中，我们展示的是在demo 的情况下来进行 Flash 的锁存操作，需要注意的是，在进行锁存的操作之后，后续任何 Flash 的擦写操作都是需要以一个 page 为单位进行擦除；除此之外在解锁对应的 page 后，该 page 会重置为 0xFF 的数据状态。后续如有其它注意事项，会在本文中或后续文章中添加，敬请期待。

• 参考文档
  
  
  1. UM11023 — QN908X user manual
  2. Cortex-M4 TRM — ARM Cortex-M4 Processor Technical Reference Manual