MAXQ7665扇區可擦除程序和數據閃存的應用內編程

本應用筆記介紹如何使用內置實用程序ROM擦除/寫入MAXQ7665微控制器（μC）中的程序和數據閃存。此信息僅適用于帶扇形可擦除（SE）閃存的基于MAXQ7665閃存的微控制器（μC）。

介紹

本應用筆記介紹如何管理帶有扇形可擦除（SE）閃存的MAXQ7665閃存微控制器（μC）中的內部數據和程序閃存。此討論包括有關執行程序閃存的應用程序內編程 （IAP） 的一般信息。

內存映射

本節詳細介紹MAXQ7665器件各種存儲器大小的一般閃存信息和存儲器組織。MAX7665器件提供兩種類型的閃存。本文檔僅介紹帶SE閃存的MAXQ7665器件，不適用于尋頁（PE）器件。有關MAXQ7665 PE器件的信息，請參考應用筆記“MAXQ7665頁面可擦除（PE）程序和數據閃存的應用內編程（IAP）”。

表 1 顯示了 128KB、64KB、48KB 和 32KB 設備的閃存映射?？赡艽嬖谄渌W存選項，因此請參考MAXQ7665數據資料以獲取完整列表。

表 1.閃存映射

使用閃存存儲數據

閃存可用于可靠地存儲系統數據，這些數據需要在系統運行期間進行一次或定期編程。雖然閃存的任何扇區都可用于存儲數據，但兩個4K x 16扇區通常提供最佳選擇。與EEPROM不同，MAXQ7665上的閃存不能被文字擦除。必須一次擦除完整的扇區。擦除扇區通常需要 0.7 秒，但在最壞的情況下可能需要長達 15 秒的時間。在此期間，用戶代碼將停止，因此不會發生其他處理。在選擇適合系統要求的軟件技術時，必須仔細考慮這些限制。對于大多數周期性數據存儲需求，有界隊列和/或銀行交換技術將滿足系統的可靠性要求和需求。下面是這兩種技術的簡單示例。

有界隊列

有界隊列是受固定數量的項目限制的隊列。每當處理定期數據時，通常使用此技術。例如，4K x 16閃存扇區可以分為64個64字條目，這將導致表2中128kB部分的內存映射。

初始化后，啟動例程可以掃描隊列條目以確定隊列中的下一個可用條目。隊列已滿后，必須先擦除該隊列，然后才能寫入另一個條目。（注意：如果需要所有條目，則還必須使用庫切換來維護所有數據。擦除閃存后，可以寫入新條目。這種方法的缺點是，如果在擦除過程中功率下降，則所有數據都可能丟失。如果有界隊列技術不符合系統的要求，則還需要進行銀行切換。

圖 1 說明了進入有界隊列的條目流。

有關簡單的 C 源代碼示例，請參閱附錄 A。

表 2.有界隊列內存映射示例

圖1.有界隊列流。

銀行切換

組交換是在長扇區擦除周期中防止數據丟失或損壞的有效方法。當扇區大小僅略大于總數據大小時，此方法非常有效。組切換的缺點是它至少需要兩個閃存扇區。當要寫入的總數據大小遠小于扇區大小時，最佳方法將庫交換和有界隊列技術結合起來。如果應用需要組切換，MAXQ4的兩個16K x 7665閃存扇區可以用作數據存儲。

表3是使用兩個4K x 16閃存扇區時的內存映射示例。圖 2 顯示了組交換寫入/擦除流程。

有關簡單的 C 源代碼示例，請參閱附錄 A。

表 3.組切換存儲器映射示例

圖2.銀行切換流程。

有界隊列和銀行交換

同時使用有界隊列和銀行交換技術是最可靠和靈活的方法。當需要存儲少量數據以定期刷新時，以及必須保持數據完整性時，這種組合方法非常有效。表 4 顯示了使用劃分為 4 個相等條目的兩個 16K x 64 扇區的內存映射示例。圖 3 說明了兩個扇區之間有界隊列中的數據流。

這種組合技術的編碼僅比單獨的有界隊列稍微復雜一些。有關簡單的 C 源代碼示例，請參閱附錄 A。

表 4.有界隊列內存映射示例

圖3.有界隊列和銀行切換的流程圖。

實用程序 ROM 閃存例程

為了編程、擦除和驗證閃存，MAXQ7665微控制器在ROM （只讀存儲器）中提供了片內閃存支持例程。有兩種方法可以訪問這些例程。第一種也是最快的方法是直接訪問，即直接調用例程。為此，請提供包含以下行的頭文件：

u16 flashEraseSector(void *);
u16 flashEraseAll(void);
u16 flashWrite(void *pAddress, u16 iData);

接下來，添加鏈接器定義以為每個例程分配適當的地址。對于 IAR 鏈接器文件，添加的行如下所示：

-DflashEraseSector=0x8XXX
-DflashEraseAll=0x8XXX
-DflashWrite=0x8XXX

將 0x8XXX 替換為每個例程的相應內存地址。其他編譯器可能會使用不同的方法來添加這些引用。

注意：直接訪問方法不提供與未來 ROM 版本的向前兼容性。

間接尋址的第二種方法使用表查找。雖然此方法提供了與未來ROM版本更好的兼容性，但它消耗了更多的執行時間。在下面描述的每個例程之后，程序集例程使用表查找方法來獲取 ROM 實用程序例程的地址。表 5 顯示了實用程序 ROM 提供的閃存例程。有關ROM實用程序的完整列表，請參考MAXQ7665用戶指南，該指南可在Maxim網站上找到。

表 5.閃存實用程序 ROM 例程

閃寫

下面的匯編代碼示例使用間接尋址方法（查找表）調用 flashWrite（） 實用例程。此例程可由 C 代碼調用。

; This routine is callable by C code using the following prototype
; u16 flashWrite(void *pAddress, u16 iData);
;
flashWrite:
    move APC, #0           ; No auto inc/dec of accumulator.
    move DP[0], #0800Dh    ; This is where the address of the table is
                           ; stored.
    move ACC, @DP[0]       ; Get the location of the routine table.
    add  #14               ; Add the index to the flashWrite routine.
    move DP[0], ACC
    move ACC, @DP[0]       ; Retrieve the address of the routine.
    call ACC               ; Execute the routine.
    ret                    ; Status returned in A[0].

; This routine is callable by C code using the following prototype
; u16 flashEraseSector(void *pAddress);
;
flashEraseSector:
    move APC, #0           ; No auto inc/dec of accumulator.
    move DP[0], #0800Dh    ; This is where the address of the table is
                           ; stored.
    move ACC, @DP[0]       ; Get the location of the routine table.
    add  #1                ; Add the index to the flashEraseSector routine.
    move DP[0], ACC
    move ACC, @DP[0]       ; Retrieve the address of the routine.
    call ACC               ; Execute the routine.
    ret                    ; Status returned in A[0]

; This routine is callable by C code using the following prototype
; void flashEraseAll(void);
;
flashEraseAll:
    move APC, #0           ; No auto inc/dec of accumulator.
    move DP[0], #0800Dh    ; This is where the address of the table is
                           ; stored.
    move ACC, @DP[0]       ; Get the location of the routine table.
    add  #2                ; Add the index to the flashEraseAll routine.
    move DP[0], ACC
    move ACC, @DP[0]       ; Retrieve the address of the routine.
    call ACC               ; Execute the routine.
    ret

應用程序內編程 （IAP）

大多數基于閃存的系統必須能夠在系統安裝在最終產品中時更新固件。此過程稱為應用程序內編程 （IAP）。以下討論概述了創建 IAP 應用程序的一般準則。

上一節中概述的實用程序 ROM 閃存例程執行擦除和寫入閃存 ROM 所需的所有操作。因此，最終用戶應用程序可以在閃存上執行操作。與任何其他子例程調用一樣，控件將在例程完成后返回到最終用戶的代碼。

在MAXQ7665的僅扇區擦除版本上執行IAP序列時必須小心，因為不存在專用的引導加載程序閃存扇區。要設計完全容錯的 IAP，引導加載程序應用程序必須與主應用程序分開。這確保了即使在發生不完整的重編程序列后，也可以重試重編程過程。如果IAP必須容忍重編程過程中的斷電等故障，則選擇具有頁面擦除功能的MAXQ7665版本。這將允許引導加載程序應用程序從0x0000（重置入口點）啟動，并與主應用程序代碼完全分開。對于不需要完全容錯 IAP 的應用程序，可以使用基于 RAM 的重新刷新例程來完成 IAP。

使用基于 RAM 的閃存例程的 IAP

當不需要故障恢復時，可以使用基于RAM的閃存例程重新刷新MAXQ7665。此方法要求主應用程序將一個小的可重定位閃存編程例程復制到 RAM 中，然后跳轉到該例程。從 RAM 執行代碼時，必須考慮幾個限制。

表 6.從 RAM 執行代碼時的限制

通常，閃存例程將通過UART或CAN接口進行通信。通常最好接收小數據包并發送確認，以允許更強大的錯誤恢復機制。圖 4 是一個流程圖，顯示了重新刷新例程的工作原理。如果在斷電前未成功完成重新編程，請記住，微控制器需要通過JTAG端口重新編程。

圖4.簡化的 RAM 重新刷新例程的流程圖。

審核編輯：郭婷