一、测试工具：

1.国民技术N32G43XCL-STB开发板----主控为N32G435CB

2.创芯工坊PW200加密离线烧录器

3.PowerWriter上位机，配合PW200查看FLASH数据。

4.keil5

二、测试背景

现在很多的应用中都需要保存离线数据，例如一些传感器的校正数据，每一块成片中的数据可能都不相同，不能每一次掉电后重启都重新进行一次校准，那样用户的体验感会非常不好，此时就需要掉电不丢失数据。一般的方式是在MCU外置一颗EEPROM芯片，通过MCU的I2C与其通信（例如AT24C02），此方法好处在于不占用片内FLASH，而且外置EEPROM大小灵活，对于大数据的掉电储存较为合适，毕竟MCU的FLASH容量有限，如果项目过大，可能没有太多的空闲FLASH预留给用户储存数据。但是缺点也很明显，占用PCB的版面，对于小尺寸的PCB很不友好，工作时也增加功耗，同时目前的EEPROM期间也存在溢价严重的问题，增加产品的成本。如果是少量的数据保存，优先还是片内FLASH。

FLASH操作注意事项：

1.每一款单片机的FLASH的大小不尽相同，在操作FLASH之前一定要根据手册确定手里的单片的FLASH的大小，超出FLASH容量的写操作是不被允许的，也无法成功完成数据写入。
2.计算好程序的内存，程序也是保存在FLASH中，如果没有计算好程序的大小，将写FLASH写入程序占用的内存中，会导致程序奔溃。
3.写数据之前必须先对页进行擦除，因为FLASH不能写1，只能写0，所以写之前要通过擦除操作将FLASH页中的数据全部恢复为FF，才能进行写操作，如果该FLASH中存在需要的数据，必须要先将数据读出来存在缓存区，再将页擦除，再进行写数据。
4.数据不超过一页，可连续写入。
5.注意FLASH的操作单位，每次最少写4个字节，可通过手册查询页的大小，因为一般采用的是整页的擦除和写入，不可随意擦写。
6.操作FLASH时会占用总线，会打断你的中断操作，且写FLASH时间一般较长，所以在操作FLASH时要保证单片机预留出足够的时间。

针对上述的注意事项，这里以N32G435CB为例，进行一次FLASH的操作流程讲解（此过程对其他单片机同样适用）：

1.根据我们的单片机型号，从手册中可查询到片内FLASH为128K。

2.根据储存器映射图，可以了解到FLASH的地址是0x08000000-0x0801FFFF。那我们可操作的FLASH地址只能限制在该范围内，但是代码本身也是要占用FLASH空间的，那我们就需要去计算代码所占空间。

3. 查询代码所占空间可以找到工程中的.bin文件，看他的大小。

上图的.bin文件的大小为9KB，根据手册查询FLASH页面大小是2K，那么就需要5页，对应到FLASH的地址为0x08000000-0x08002800，该地址内不能去读写数据，否则会造成代码奔溃。

此处还有个直观的方式查询代码所占FLASH，就是用创芯工坊的烧录器进行FLASH页面的读取，在上位机进行显示，可以直观的看到代码所占地址，以及在地址内的数据分布，同时基于代码安全性，该烧录器还可以进行代码的读保护和代码的高度加密，即使代码被反读也无法运行。实现代码和MCU的绑定。创芯工坊也与国民技术达成合作，基本支持目前国民所有MCU的加密离线烧录，本人在去年论坛的测评有幸获得一块，操作方面好用，有代码加密，离线烧录和远程代码交付的可以试一下。目前还有蓝牙无线烧录，但是本人还未拥有，以后拿到了给大家分享一下。
官网链接：点此跳转
以下为PW200读取MCU的FLASH页面：

可以直观看到代码的存放位置，右边是每一页的大小和地址，在测试FLASH时非常方便。

4. 通过代码进行一次FLASH的擦除和读写操作。此处我们参见一下官方的demo。

#include "main.h"

#include <stdio.h>

/**

 *  Flash_Program

 */

 

#define FLASH_PAGE_SIZE        ((uint16_t)0x800)

#define FLASH_WRITE_START_ADDR ((uint32_t)0x08010000)

#define FLASH_WRITE_END_ADDR   ((uint32_t)0x08018000)

 

/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Main program.

 */

int main(void)

{

    uint32_t Counter_Num = 0;

    uint32_t Erase_Data  = 0x12345678;

    /* USART Init */

    USART_Config();

    printf("Flash Program Test Start\r\n");

    /* Program FLASH */

 

    /* Configures the Internal High Speed oscillator */

    if(FLASH_HSICLOCK_DISABLE == FLASH_ClockInit())

    {

        printf("HSI oscillator not yet ready\r\n");

        while(1);

    }

 

    /* Unlocks the FLASH Program Erase Controller */

    FLASH_Unlock();

 

    /* Erase */

    if (FLASH_COMPL != FLASH_EraseOnePage(FLASH_WRITE_START_ADDR))

    {

        while(1)

        {

            printf("Flash EraseOnePage Error. Please Deal With This Error Promptly\r\n");

        }

    }

 

    /* Program */

    for (Counter_Num = 0; Counter_Num < FLASH_PAGE_SIZE; Counter_Num += 4)

    {

        if (FLASH_COMPL != FLASH_ProgramWord(FLASH_WRITE_START_ADDR + Counter_Num, Erase_Data))

        {

            while(1)

            {

                printf("Flash ProgramWord Error. Please Deal With This Error Promptly\r\n");

            }

        }

    }

 

    /* Locks the FLASH Program Erase Controller */

    FLASH_Lock();

 

    /* Check */

    for (Counter_Num = 0; Counter_Num < FLASH_PAGE_SIZE; Counter_Num += 4)

    {

        if (Erase_Data != (*(__IO uint32_t*)(FLASH_WRITE_START_ADDR + Counter_Num)))

        {

            printf("Flash Program Test Failed\r\n");

            break;

        }

    }

 

    printf("Flash Program Test End\r\n");

 

    while (1)

    {

    }

}

 

/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  USART_Config.

 */

void USART_Config(void)

{

    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    USART_InitType USART_InitStructure;

 

    GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);

    

    RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOA, ENABLE);

    RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_USART1, ENABLE);

 

    GPIO_InitStructure.Pin        = GPIO_PIN_9;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate  = GPIO_AF4_USART1;

    GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

    GPIO_InitStructure.Pin       = GPIO_PIN_10;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Input;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate  = GPIO_AF4_USART1;

    GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

    USART_InitStructure.BaudRate            = 115200;

    USART_InitStructure.WordLength          = USART_WL_8B;

    USART_InitStructure.StopBits            = USART_STPB_1;

    USART_InitStructure.Parity              = USART_PE_NO;

    USART_InitStructure.HardwareFlowControl = USART_HFCTRL_NONE;

    USART_InitStructure.Mode                = USART_MODE_RX | USART_MODE_TX;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

 

    USART_Enable(USART1, ENABLE);

}

因为官方的库函数是有状态返回的，为了测试FLASH擦写成功，代码中加了大量的USART状态打印，方便用户通过串口查看状态，在使用中屏蔽，几个重要的函数：

FLASH_ClockInit()


FLASH时钟的初始化。


FLASH_Unlock();///解锁FLASH



FLASH_Lock();///锁FLASH

这两个函数成对存在，操作FLASH前需解除锁定，完成后需锁定，否则可能因为程序的复位造成数据丢失。

FLASH_EraseOnePage（）；//擦除一页


FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data)；//编程FLASH，一次操作4个字节。

重要的宏定义：

#define FLASH_PAGE_SIZE        ((uint16_t)0x800)


#define FLASH_WRITE_START_ADDR ((uint32_t)0x08010000)


#define FLASH_WRITE_END_ADDR   ((uint32_t)0x08018000)

FLASH_PAGE_SIZE：每页的大小，因为此MCU的一页是2K，所以这里是0x800，如果是1K的改为0x400，

FLASH_WRITE_START_ADDR：写FLASH的首地址，改地址不可随意定义，要对照手册计算每一页的首地址，或者使用PW200读取FLASH后从FLASH映射中获取。

FLASH_WRITE_END_ADDR：页结束地址，对应开始地址，结束地址和开始地址都要选取整页的地址，可以是一页，可以是几页，但不能超出最大地址。

这样在例程中会计算需要写入多少个数据，并把整个页写满。

烧录复位后读取页面如下图所示：


此处可以看到FLASH 是以小端的形式写入，低位会写到FLASH的最前面，高位放在后面。注意：如果想保留该次数据，再下次烧写新的代码时不擦除该数据，在KEIL里面要设置只擦除所选：

5. 取出FLASH的数据很简单，直接对地址进行寻址就可：((__IO uint32_t)address。

6. 单片机的FLASH读写操作很简单，每家都有相应的库函数开放给用户使用，重点在于用户要清晰的了解单片机的FLASH结构，在使用时要正确的了解FLASH的每页地址，错误的写地址会造成不可估计的错误，本人在之前的项目中因不了解结构，直接套用函数，导致程序总是异常奔溃。

FLASH擦写速度测试：

在固件库的加持下，FLASH擦写异常方便，但是操作过FLASH的都知道，FLASH的操作十分耗时且占用总线，在程序中需要清晰的了解FLASH操作时的耗时问题，才可方便用户在编辑代码时预留出足够的时间用于FLASH的擦写。这里就测试一下N32G435的FLASH擦写速度。

首先将官方的demo中所有串口输出和状态检测的代码全部清除，只保留和FLASH相关的代码，同时初始化两个GPIO用于方便示波器捕捉时间。

PB0用于监测整个FLASH擦写操作的时间，PB1用于监测写FLASH的时间。GPIO的电平的操作均采用寄存器方式实现。

 while (1)



    {



GPIOB->PBSC = GPIO_PIN_0;



FLASH_Unlock();



/* Erase */



FLASH_EraseOnePage(FLASH_WRITE_START_ADDR);



GPIOB->PBSC = GPIO_PIN_1;



/* Program */



for (Counter_Num = 0; Counter_Num < FLASH_PAGE_SIZE; Counter_Num += 4)



{



FLASH_ProgramWord(FLASH_WRITE_START_ADDR + Counter_Num, Erase_Data);



}



/* Locks the FLASH Program Erase Controller */



GPIOB->PBC = GPIO_PIN_1;



FLASH_Lock();



GPIOB->PBC = GPIO_PIN_0;



Delay(50000);



}

上述过程皆为一页FLASH（2K）的擦写。通过左一可见一个完整的擦写过程，包括解锁，擦除一页，写一页，锁定四个步骤所用时间为54.6ms，只写一页所用时间为53ms。为了和手册对应，我又单独测试了只擦除一页所用的时间：

擦除的速度挺快的，只有834us（相对于写操作来说）。然后我们再找到官方的手册：

手册描述32位编程的时间典型值是100us，如果换算成一页，应该是512*100us=51.2ms。
考虑代码均采用库函数和测试环境不同，所测时间与手册还算吻合。
一页的擦除时间典型值是2ms。实际测试快了一倍还多，这个还是可以的。总体说来，手册的数据参考价值很高，后续有FLASH操作的用户了根据手册进行估算大概时间。
这次的文章就到这里，因本人后续的项目可能会使用国民技术的MCU，以后的相关开发经验会逐步上传，以此共勉，如果有需要其他外设的开发测试的朋友可留言，小密有时间会给大家更新，希望大家一起努力，共创国产单片机的开发生态。