一、擦写外部 Nor Flash
擦写外部 Nor Flash 的功能在 SDK 的例程 flexspi_nor_polling_transfer 中有演示，该例程示范了如何擦除 chip、擦除一个 sector、编写一个 page 等。在实际应用中，可能我们遇到更多的情况可能不是擦写 page、sector，而是仅仅改写几个 bytes 的 Flash 数据。此时就需要自己再将例程按 page 操作的 API 封装成按 bytes 操作的函数，以下内容为该功能的实现提供一个参考思路。
这里我们以 RT1050 EVK 为例，使用 W25Q128JW 的 QSPI Flash，该 Flash 为 16M bytes 大小，其中，一个 block 为 64K bytes，一个 sector 为 4K bytes，一个 page 为 256 bytes。
二、思路分析
由于擦除命令最小范围是一个 sector (4K bytes)，所以当我们需要改写某几个 bytes 时，需要将这几个 bytes 所在的整个 sector 擦除。又由于除了这几个 bytes 以外的数据，我们无需更改，所以在擦除整个 sector 之前，需要将 sector 原来旧有的数据先读出来保存着，接着在写入几个 bytes 的新数据时，将其他位置不用更改的旧数据一起写入。从这里可以看到，虽然从最终结果来看，是只改写了几个 bytes 的数据，但在实际操作上，是擦除了整个 sector，然后重新写入了这个 sector。
三、封装函数
参考原有的按 page 写入的函数，按照上述思路，我们来封装自己的按字节改写的函数。
//---------------------------------------------------------------------
// 按字节改写 flash 中的旧有数据
// base: FLEXSPI peripheral base address
// dstaddr: 相对 flash 开头的地址，如 0x10 0000 表示绝对地址 0x6010 0000
// src: 指向要写入的数据
// datasize: 要写入的数据字节数
//---------------------------------------------------------------------
status_t flexspi_nor_write_bytes(FLEXSPI_Type *base, uint32_t dstaddr, const uint32_t *src, uint32_t datasize)
{
status_t status = kStatus_Success;
uint32_t write_bytes_offset = 0;
uint32_t write_bytes = datasize; //要写入的字节数
uint32_t addr_write = dstaddr; //要写入的地址
uint16_t sector_start = (uint16_t)(dstaddr / SECTOR_SIZE); //写入起始 sector 的序号
uint16_t sector_end = (uint16_t)((dstaddr + datasize) / SECTOR_SIZE); //写入结束 sector 的序号
uint16_t sector_num = sector_start; //要写入的 sector 的序号
PRINTF("write_addr = 0x%8x, write_bytes = 0x%x\r\n", addr_write, write_bytes);
PRINTF("sector_start = %d, sector_end = %d, sector_num = %d\r\n", sector_start, sector_end, sector_num);
uint8_t data_sector[4*1024];
for(sector_num = sector_start; sector_num <= sector_end; sector_num++)
{
//读取将要擦除的 sector 的旧数据
memcpy(data_sector, (void *)(EXAMPLE_FLEXSPI_AMBA_BASE + sector_num * SECTOR_SIZE), sizeof(data_sector));
//擦除 sector
status = flexspi_nor_flash_erase_sector(EXAMPLE_FLEXSPI, sector_num * SECTOR_SIZE);
if (status != kStatus_Success)
{
PRINTF("Erase sector failure !\r\n");
return -1;
}
//PRINTF("Erase sector %d done. \r\n", sector_num);
DCACHE_InvalidateByRange(EXAMPLE_FLEXSPI_AMBA_BASE + sector_num * SECTOR_SIZE, FLASH_PAGE_SIZE);
//更新要写入的新值
write_bytes_offset = addr_write - sector_num * SECTOR_SIZE; //相对于该 sector 起始地址的偏移长度
//PRINTF("write_bytes_offset = 0x%x\r\n", write_bytes_offset);
if(write_bytes_offset + write_bytes < SECTOR_SIZE) //不超过此 sector
{
memcpy((void *)(&data_sector[write_bytes_offset]), (void *)(src), write_bytes);
//PRINTF("1 memcpy() addr = &data_sector[%d], size = %d\r\n", write_bytes_offset, write_bytes);
write_bytes = 0;
}
else //超过此 sector
{
memcpy((void *)(&data_sector[write_bytes_offset]), (void *)(src), (SECTOR_SIZE - write_bytes_offset));
//PRINTF("2 memcpy() addr = &data_sector[%d], size = %d\r\n", write_bytes_offset, (SECTOR_SIZE - write_bytes_offset));
write_bytes = write_bytes - (SECTOR_SIZE - write_bytes_offset);
addr_write = (sector_num + 1) * SECTOR_SIZE;
}
//PRINTF("write_bytes = %d, addr_write = 0x%x\r\n", write_bytes, addr_write);
//将新值写入该 sector
for(uint8_t i = 0; i < SECTOR_SIZE/FLASH_PAGE_SIZE; i++)
{
status = flexspi_nor_flash_page_program(EXAMPLE_FLEXSPI, sector_num * SECTOR_SIZE + i * FLASH_PAGE_SIZE, (void *)(&data_sector[i*256]));if (status != kStatus_Success)
{
PRINTF("Page program failure !\r\n");
PRINTF("sector_num = %d, page_num = %d\r\n", sector_num, i);
return -1;
}
//PRINTF("Page program done. sector_num = %d, page_num = %d\r\n", sector_num, i);
DCACHE_InvalidateByRange(EXAMPLE_FLEXSPI_AMBA_BASE + sector_num * SECTOR_SIZE + i * FLASH_PAGE_SIZE, FLASH_PAGE_SIZE);
}
PRINTF("Write sector %d done. \r\n\r\n", sector_num);
}
return status;
}
接着我们来测试一下该函数，为了判断函数兼容性，我们选择两个 sector 的范围来测试，比如 sector 2304 ~ 2305，即对应 RT1052 的绝对地址 0x60900000 ~ 0x60901FFF。
首先先擦掉这两个 sector，防止原有数据干扰。
图 1. 擦除 sector sector 2304 ~ 2305
然后用该函数将 2304 sector 的最后 1K bytes 和 2035 sector 整个 4K bytes 写为 0xAA，即总共写了 5K bytes。
图 2. 写入 5K bytes 的 0xAA
再用该函数往 0x60900FF0 （测试地址自己选定，不必按 sector 或 page 对齐）写入 200 bytes，写入内容为：0、1、2、3、…… 、199。
图 3. 写入 200 bytes 的 0 ~ 199
上述文字描述可能不够清晰明了，具体写入的 sector 范围和详细地址如下图所示。
图 4. QSPI Flash 擦写地址和内容
从串口的打印来看，擦写都是成功的，如下图。
图 5. 串口打印
我们还可以将 Flash 的 0x60900000 ~ 0x60904000 的 4 个 sector 的数据读取出来，验证一下我们上面的擦写操作有没有成功，如下图。
……
图 6. read back 验证
这里可以看到 0xAA 的范围为 0x60900C00 ~ 0x60901FFF，与我们的写入地址 0x60900C00 和写入大小 5K bytes 一致。
图 7. read back 验证
接着看我们后面写入的 0 ~ 199，可以看到范围是 0x60900FF0 ~ 0x609010B7，与我们写入的起始地址 0x60900FF0 与写入大小 200 bytes 一致，数据内容 0x00 ~ 0Xc7 也与 0 ~ 199 一致。
四、参考资料
（1）IMXRT1050RM.pdf
https://www.nxp.com/webapp/sps/download/preDownload.jsp?render=true
（2）W25Q128JW Datasheet，网址：
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