Cortex-M单片机下载数据到外部flash

时间  2020-12-26

主机环境：Windows 10 64bit

开发环境：MDK 5.23

目标板：LPC54114

之前在NXP社区得到一块LPC54114的板卡，是由万利制作的，LPC54114是一款双核MCU，包含了一颗M4主核和一颗M0+从核，利用该板卡学习了一下双核MCU的开发流程，板卡中提供了一颗W25P80FLASH，之前拥有的板卡都没有挂外部FLASH，刚好之前利用LPC54608学习TouchGFX时可以把图片资源下载到外部FLASH中，因此借此机会来学习一下如何把数据下载到外部FLASH。

平时烧录代码我们都是烧录到MCU内部的FLASH中，如下图：


可以看到下载的时片上256KB的FLASH，该算法文件是由DFP包提供的，具体可以在keil5的安装目录下找到，如下：


加载到内部FLASH的算法有了，但加载到外部FLASH的算法还没得。keil5中提供了LPC54608板卡的外部FLASH算法，LPC54114的外部FLASH算法就需要我们自己实现了，而且我们的板卡不是NXP官方的板卡，更不可能提供外部FLASH的加载算法了。。。

进入到keil的FLASH目录，如下：


拷贝LPC5460x_MT25QL128文件夹到LPC54114_W25P80文件夹，并把其中有关信息全部替换成LPC54114相关信息。keil中提供了FlashOS.h头文件，定义了烧录到外部FLASH的相关接口，很简单，如下:


这就是本次我们需要实现的相关接口，修改的关键文件只有两个：FlashDev.c以及FlashPrg.c，首先看FlashDev.c文件，该文件定义了外部Flash的相关信息，经过简单修改就可以使用了，如下：

[cpp]  view plain  copy
  1. #ifdef W25P80  
  2. struct FlashDevice const FlashDevice  =  {  
  3.    FLASH_DRV_VERS,             // Driver Version, do not modify!  
  4.    "LPC54114 W25P80 SPI", // Device Name  
  5.    EXTSPI,                     // Device Type  
  6.    0x10000000,                 // Device Start Address  
  7.    0x00100000,                 // Device Size (1MB)  
  8.    256,                        // Programming Page Size  
  9.    0,                          // Reserved, must be 0  
  10.    0xFF,                       // Initial Content of Erased Memory  
  11.    300,                        // Program Page Timeout 300 mSec  
  12.    3000,                       // Erase Sector Timeout 3000 mSec  
  13.   
  14. // Specify Size and Address of Sectors  
  15.    0x010000, 0x000000,         // Sector Size 64kB (16 Sectors)  
  16.    SECTOR_END  
  17. };  
  18. #endif  
我们只需要修改设备名字、设备类型、起始地址、大小、页大小、扇区大小等等，这些信息都可以在W25P80的手册中找到。其中设备的起始地址可以随便定义，但不要和内部FLASH地址冲突即可。这里定义的是0x10000000.FlashPrg.c文件是接口的实现文件，这里我把LPC54114SDK中的polling_flash下的驱动文件拿来直接使用了，即mx25r_flash.c/h文件，只需要在FlashPrg.c中简单调用即可，如下：

[cpp]  view plain  copy
  1. /* ----------------------------------------------------------------------------- 
  2.  * Copyright (c) 2016 ARM Ltd. 
  3.  * 
  4.  * This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty. 
  5.  * In no event will the authors be held liable for any damages arising from 
  6.  * the use of this software. Permission is granted to anyone to use this 
  7.  * software for any purpose, including commercial applications, and to alter 
  8.  * it and redistribute it freely, subject to the following restrictions: 
  9.  * 
  10.  * 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not 
  11.  *    claim that you wrote the original software. If you use this software in 
  12.  *    a product, an acknowledgment in the product documentation would be 
  13.  *    appreciated but is not required. 
  14.  * 
  15.  * 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be 
  16.  *    misrepresented as being the original software. 
  17.  * 
  18.  * 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution. 
  19.  * 
  20.  * 
  21.  * $Date:        29. August 2017 
  22.  * $Revision:    V1.0.0 
  23.  * 
  24.  * Project:      Flash Device Algorithm for 
  25.  *               NXP LPC54114 W25P80 SPI Flash 
  26.  * --------------------------------------------------------------------------- */  
  27.   
  28. #include "..\FlashOS.H"        // FlashOS Structures  
  29. #include "fsl_iocon.h"  
  30. #include "fsl_spi.h"  
  31. #include "mx25r_flash.h"  
  32.   
  33. #define SECTOR_ADDR 0  
  34. #define SECTOR_SIZE 65536  
  35. #define FLASH_SPI_SSEL 3  
  36. #define EXAMPLE_SPI_MASTER SPI2  
  37. #define EXAMPLE_SPI_MASTER_CLK_SRC kCLOCK_Flexcomm2  
  38. #define EXAMPLE_SPI_MASTER_CLK_FREQ 12000000  
  39. unsigned long base_adr;  
  40. unsigned char chk_buf[256];  
  41. struct mx25r_instance mx25r;  
  42.   
  43. void SPI_InitPins(void) {  
  44.   
  45.   CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iocon);   /* enable clock for IOCON */  
  46.     
  47.   /* SPI pins */  
  48.   IOCON_PinMuxSet(IOCON, 0, 8, (IOCON_FUNC1 | IOCON_MODE_PULLUP | IOCON_DIGITAL_EN));  /* SPI_MOSI */  
  49.   IOCON_PinMuxSet(IOCON, 0, 9, (IOCON_FUNC1 | IOCON_MODE_PULLUP | IOCON_DIGITAL_EN));  /* SPI_MISO */  
  50.   IOCON_PinMuxSet(IOCON, 0, 10, (IOCON_FUNC1 | IOCON_MODE_PULLUP | IOCON_DIGITAL_EN));  /* SPI_SCK */  
  51.   IOCON_PinMuxSet(IOCON, 0, 2, (IOCON_FUNC2 | IOCON_MODE_PULLUP | IOCON_DIGITAL_EN));  /* SPI_CSN */  
  52. }  
  53.   
  54. int flash_transfer_cb(void *transfer_prv, uint8_t *tx_data, uint8_t *rx_data, size_t dataSize, bool eof)  
  55. {  
  56.     spi_transfer_t xfer = {0};  
  57.     xfer.txData = tx_data;  
  58.     xfer.rxData = rx_data;  
  59.     xfer.dataSize = dataSize;  
  60.     /* terminate frame */  
  61.     if (eof)  
  62.     {  
  63.         xfer.configFlags |= kSPI_FrameAssert;  
  64.     }  
  65.     SPI_MasterTransferBlocking((SPI_Type *)transfer_prv, &xfer);  
  66.     return 0;  
  67. }  
  68.   
  69. int flash_init(void)  
  70. {  
  71.   spi_master_config_t masterConfig = {0};  
  72.   SPI_MasterGetDefaultConfig(&masterConfig);  
  73.   masterConfig.direction = kSPI_MsbFirst;  
  74.   masterConfig.polarity = kSPI_ClockPolarityActiveHigh;  
  75.   masterConfig.phase = kSPI_ClockPhaseFirstEdge;  
  76.   masterConfig.baudRate_Bps = 1000000;  
  77.   masterConfig.sselNum = (spi_ssel_t)FLASH_SPI_SSEL;  
  78.   SPI_MasterInit(EXAMPLE_SPI_MASTER, &masterConfig, EXAMPLE_SPI_MASTER_CLK_FREQ);  
  79.   
  80.   mx25r_init(&mx25r, flash_transfer_cb, EXAMPLE_SPI_MASTER);  
  81.   return mx25r_err_ok;  
  82. }  
  83.   
  84. /* 
  85.  *  Initialize Flash Programming Functions 
  86.  *    Parameter:      adr:  Device Base Address 
  87.  *                    clk:  Clock Frequency (Hz) 
  88.  *                    fnc:  Function Code (1 - Erase, 2 - Program, 3 - Verify) 
  89.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  90.  */  
  91.   
  92. int Init (unsigned long adr, unsigned long clk, unsigned long fnc) {  
  93.     
  94.   SYSCON->FXCOMCLKSEL[2] = 0;  
  95.   /* reset FLEXCOMM for SPI */  
  96.   SYSCON->PRESETCTRLSET[1] = (uint32_t)(1<<13);  
  97.   SYSCON->PRESETCTRLCLR[1] = (uint32_t)(1<<13);  
  98.     
  99.   SPI_InitPins();  
  100.   flash_init();  
  101.   base_adr = adr;  
  102.   
  103.   return (0);  
  104. }  
  105.   
  106.   
  107. /* 
  108.  *  De-Initialize Flash Programming Functions 
  109.  *    Parameter:      fnc:  Function Code (1 - Erase, 2 - Program, 3 - Verify) 
  110.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  111.  */  
  112.   
  113. int UnInit (unsigned long fnc) {  
  114.   
  115.   return (0);  
  116. }  
  117.   
  118.   
  119. /* 
  120.  *  Erase complete Flash Memory 
  121.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  122.  */  
  123.   
  124. int EraseChip (void) {  
  125.   
  126.   mx25r_cmd_chip_erase(&mx25r);  
  127.   return (0);                                        /* Finished without Errors */  
  128. }  
  129.   
  130.   
  131. /* 
  132.  *  Erase Sector in Flash Memory 
  133.  *    Parameter:      adr:  Sector Address 
  134.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  135.  */  
  136.   
  137. int EraseSector (unsigned long adr) {  
  138.   
  139.   mx25r_cmd_sector_erase(&mx25r,adr-base_adr);  
  140.   return (0);                                        /* Finished without Errors */  
  141. }  
  142.   
  143.   
  144. /* 
  145.  *  Blank Check Checks if Memory is Blank 
  146.  *    Parameter:      adr:  Block Start Address 
  147.  *                    sz:   Block Size (in bytes) 
  148.  *                    pat:  Block Pattern 
  149.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  150.  */  
  151.   
  152. int BlankCheck (unsigned long adr, unsigned long sz, unsigned char pat) {  
  153.   
  154.   return (1);                                        /* Always Force Erase */  
  155. }  
  156.   
  157.   
  158. /* 
  159.  *  Program Page in Flash Memory 
  160.  *    Parameter:      adr:  Page Start Address 
  161.  *                    sz:   Page Size 
  162.  *                    buf:  Page Data 
  163.  *    Return Value:   0 - OK,  1 - Failed 
  164.  */  
  165.   
  166. int ProgramPage (unsigned long adr, unsigned long sz, unsigned char *buf) {  
  167.     
  168.   mx25r_cmd_write(&mx25r,adr-base_adr,buf,sz);  
  169.   return (0);                                        /* Finished without Errors */  
  170. }  
  171.   
  172.   
  173. /*   
  174.  *  Verify Flash Contents 
  175.  *    Parameter:      adr:  Start Address 
  176.  *                    sz:   Size (in bytes) 
  177.  *                    buf:  Data 
  178.  *    Return Value:   (adr+sz) - OK, Failed Address 
  179.  */  
  180.   
  181. unsigned long Verify (unsigned long adr, unsigned long sz, unsigned char *buf)  
  182. {  
  183.   int i = 0;      
  184.   mx25r_cmd_read(&mx25r,adr-base_adr,chk_buf,sz);  
  185.   for(i = 0; i < sz; i++)  
  186.   {  
  187.     if(buf[i] != chk_buf[i])  
  188.     {  
  189.       return (adr+i);  
  190.     }         
  191.   }  
  192.   return (adr+sz);  
  193. }  
编译该工程，即可产生我们所需要的加载FLASH的算法文件，如下：



下面就来测试下该算法文件是否起作用，在LPC54114的SDK中的polling_flash工程中加入一段测试数据，如下：

[cpp]  view plain  copy
  1. const uint8_t extFlash[] __attribute__ ((at(0x10000000))) =   
  2. {'N','X','P','I','C'};  
把这几个字符存放到外部FLASH的0地址上，这里0x10000000是我们刚才定义的外部FLASH的起始地址。此外还需要添加一下该算法文件，如下：



下载该代码，本以为就此成功了，结果弹出一个框框，说无法加载FLASH编程算法，


MDK中的输出信息如下：Insufficient RAM for Flash Algorithms !，百度搜索了一下说是为该算法分配的RAM空间小了，默认的是0x1000，4KB大小，这里加大了已被改成了8KB，如下：


再次下载，很顺畅地下载成功了，赶紧打开串口助手查看测试结果：


成功地从外部FLASH读取到了我们定义的‘NXPIC’字符，测试成功！大家一起来测试一下吧！

工程文件：http://download.csdn.net/download/key123zhangxing/9956278

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