FDS系统学习

参考： https://blog.csdn.net/android_lover2014/article/details/88658883
https://zhaoch.cn/2020/07/11/Nordic-FDS/

一、ROM，RAM，FLASH作用

ROM——存储固化程序的（存放指令代码和一些固定数值，程序运行后不可改动） c文件及h文件中所有代码、全局变量、局部变量、’const’限定符定义的常量数据、startup.asm文件中的代码（类似ARM中的bootloader或者X86中的BIOS，一些低端的单片机是没有这个的）通通都存储在ROM中。
RAM——程序运行中数据的随机存取（掉电后数据消失）
整个程序中，所用到的需要被改写的量，都存储在RAM中，“被改变的量”包括全局变量、局部变量、堆栈段。
FLASH——存储用户程序和需要永久保存的数据。
例如：现在家用的电子式电度表，它的内核是一款单片机，该单片机的程序就是存放在ROM里的。电度表在工作过程中，是要运算数据的，要采集电压和电流，并根据电压和电流计算出电度来。电压和电流时一个适时的数据，用户不关心，它只是用来计算电度用，计算完后该次采集的数据就用完了，然后再采集下一次，因此这些值就没必要永久存储，就把它放在RAM里边。然而计算完的电度，是需要永久保存的，单片机会定时或者在停电的瞬间将电度数存入到FLASH里。

二、ROM,RAM和FLASH在单片中的运作原理

1、程序经过编译、汇编、链接后，生成hex文件；
2、用专用的烧录软件，通过烧录器将hex文件烧录到ROM中
注：这个时候的ROM中，包含所有的程序内容：一行一行的程序代码、函数中用到的局部变量、头文件中所声明的全局变量，const声明的只读常量等，都被生成了二进制数据。
Q：既然所有的数据在ROM中，那RAM中的数据从哪里来？什么时候CPU将数据加载到RAM中？会不会是在烧录的时候，已经将需要放在RAM中数据烧录到了RAM中？
A：
（1）ROM是只读存储器，CPU只能从里面读数据，而不能往里面写数据，掉电后数据依然保存在存储器中；RAM是随机存储器，CPU既可以从里面读出数据，又可以往里面写入数据，掉电后数据不保存，这是条永恒的真理，始终记挂在心。
（2）RAM中的数据不是在烧录的时候写入的，因为烧录完毕后，拔掉电源，当再给MCU上电后，CPU能正常执行动作，RAM中照样有数据，这就说明：RAM中的数据不是在烧录的时候写入的，同时也说明，在CPU运行时，RAM中已经写入了数据。

三、Flash访问模块FDS用法

https://www.cnblogs.com/iini/p/9338169.html

FDS用来访问芯片内部Flash的。把数据存储在Flash中，或者读取Flash中的用户数据，或者更新或者删除Flash中的数据，FDS模块是最好的选择。
FDS采用文件和记录方式来组织Flash数据，也就是说，真正的数据是放在一条记录中，而多条记录组成一个文件。根据应用的需要，整个系统可以只有一个文件，也可以包含多个文件。文件采用文件ID来标示，文件ID为2个字节（注：不能取值为0xFFFF）。一个文件下面可以放一条记录，也可以放多条记录，记录是通过记录key来标示的，记录key也是2个字节长度（注：不能取值为0x0000）。这里需要注意的是，同一个文件下面的两条或者多条记录他们的key可以是一样的，比如我们可以建立如下文件系统：文件1包含2条记录，文件2包含3条记录，文件2包含2条key为0x0003的记录

1. FDS在sdk_config.h中的配置

2. fds_register()注册

通过fds_register注册FDS事件回调函数及通过fds_init初始化FDS模块。FDS模块的初始化，写记录，更新记录，删除记录以及垃圾回收，这些API都是异步的。也就是说调用这些FDS操作的API，只是把相应操作放入队列然后立即返回（队列大小由上述的FDS_OP_QUEUE_SIZE控制），真正的Flash操作结果是通过事件回调函数通知你的；

3. fds_record_write()写记录

ret_code_t  fds_record_write(fds_record_desc_t * const p_desc,
                fds_record_t      const * const p_record);

参数及说明： 必须保证输入的参数是全局变量或者static的局部变量； p_record：需要给出要写入的记录的FILE ID，record
key以及记录的内容指针； p_desc：是fds返回该记录的描述符 ，为fds模块内部使用；因为file id和record
key不要求唯一性，所以fds模块内部定义了一个record id 来保证每个记录块的唯一性，内部可以通过record id来区分；

4. fds_record_find()查找

ret_code_t fds_record_find(uint16_t file_id, uint16_t record_key,  
							fds_record_desc_t * const p_desc,  
							fds_find_token_t  * const p_token);

参数及说明： 通过file id和record key找到flash中符合的第一个记录，并通过p_desc返回这个记录的描述符
Q：那如何找到剩下的相同file id和record
key的记录呢？A：这就需要用到第四个参数p_token，这个结构体变量保存的是找到的这个记录所在的页和地址。
找到了第一个记录并获取到了该记录所在的页和地址，那么下一个直接从前一个开始找即可；综上只需要设置p——token初始值为0，memset(&p_token,0x00,sizeof(fds_find_token_t));，然后循环迭代使用fds_record_find()函数就可以找全所有相同file
id和record key的记录了；

5. fds_record_open()读记录/fds_record_close()结束访问flash

ret_code_t fds_record_open(fds_record_desc_t  * const p_desc,
                      fds_flash_record_t * const p_flash_record);
                      
ret_code_t fds_record_close(fds_record_desc_t * const p_desc);

参数及说明：
读记录之前必须先通过fds_record_find找到该记录；fds_record_open通过唯一的p_desc描述符去打开这个记录，并通过p_flash_record这个结构体返回这个记录数据，包括file
id，record key，长度，实际内容，(CRC)。对flash访问结束后通过fds_record_close结束访问。

6. fds_record_update()更新记录

ret_code_t  fds_record_update(fds_record_desc_t * const  p_desc,
                				fds_record_t const * const p_record);

参数及说明： 更新记录内容实际上是重新写入一个记录，新建的记录的file id和record
key可以和旧记录一样也可以不一样；然后通过旧的记录描述符找到旧记录去无效它即可；新建的记录的描述符会存在p_desc变量中。

7. fds_record_delete()删除操作

ret_code_t fds_record_delete(fds_record_desc_t * const p_desc);

参数及说明： 删除某个记录，并不是真正的删除，实际上fds内部是使这个记录无效；删除依靠具有唯一标识的参数p_desc中的record
id进行；
delete并不会回收Flash空间，无效记录仍然占据着Flash空间，这些无效的记录占据着的Flash空间只有经过垃圾回收才能再次给新记录使用；

8. fds_gc()垃圾回收

ret_code_t fds_gc(void);

参数及说明：
垃圾回收机制会将所有没有打开记录的的脏页都做一次回收处理，释放其中的无效记录所占的flash空间，所以fds的垃圾回收比较耗时，因此fds不会主动做垃圾回收的处理；

9. fds_stat()FDS状态获取

ret_code_t fds_stat(fds_stat_t * const p_stat);

参数及说明： 获取当前fds模块的总装图，该函数返回的p_stat记录了fds管理的flash存储空间的状态；