[硬件]關(guān)于SPI Flash那些你不知道的事兒
剛開始學(xué)習(xí)STM32時(shí)，對(duì)SPI Flash的塊、扇區(qū)的概念模糊不清，現(xiàn)在回頭再看，感覺豁然開朗！
以華邦W25Q128為例，詳解SPI Flash的特點(diǎn)，讀寫注意事項(xiàng)，和地址范圍等。
和EPROM的區(qū)別
以AT24C02 EPROM和W25Q128 SPI Flash為例。
EPROM通常采用是IIC串行總線，低速，單雙工，通信速率一般是百KHz。而SPI Flash是采用的SPI總線，高速，全雙工，通訊速率一般是百M(fèi)Hz。SPI Flash屬于Flash ROM閃存，相比于EPROM，讀寫速度更快。
EPROM通常用于存儲(chǔ)不頻繁讀取的數(shù)據(jù)，如配置信息等，而EPROM通常用來存儲(chǔ)經(jīng)常讀取的數(shù)據(jù)，如字庫文件等。
EPROM讀寫比較隨意，想寫那個(gè)地址寫那個(gè)，想讀哪個(gè)地址讀哪個(gè)！而SPI Flash則比較規(guī)范，擦除的最小單位是扇區(qū)。向某個(gè)地址寫入數(shù)據(jù)時(shí)， 要先讀取這個(gè)地址的數(shù)據(jù)是否為0xFF，如果不是0xFF，那么這個(gè)數(shù)據(jù)寫入失敗。所以通常的寫操作是，在寫某個(gè)地址之前，直接擦除這個(gè)地址所在的那個(gè)扇區(qū)，然后再寫數(shù)據(jù)。當(dāng)然，如果這個(gè)扇區(qū)的所有內(nèi)容都是0xFF，則無需擦除，可以直接寫入。
EPROM通常容量比較小，大小為KB級(jí)的，如AT24C02是2KB，而SPI Flash容量比較大，大小為MB級(jí)的，如W25Q16是16Mbit，也就是2MB。
EPROM型號(hào)通常是xx24系列，而SPI Flash通常是xx25系列，所以從芯片型號(hào)我們也可以看出ROM類型。
EPROM數(shù)據(jù)保存時(shí)間大約是100年，而SPI Flash數(shù)據(jù)保存時(shí)間為20年。
EPROM的讀寫次數(shù)為100萬次左右，SPI Flash讀寫次數(shù)為10萬次左右
AT24C02讀寫次數(shù)和存儲(chǔ)時(shí)間
W25Q128讀寫次數(shù)和存儲(chǔ)時(shí)間
塊、扇區(qū)、頁傻傻分不清
128Mbits/8 = 16MB = 16*1024KB = 16384 KB = 16,777,216B，所以很容易計(jì)算出整個(gè)存儲(chǔ)空間的地址范圍：
0x000000~0xFFFFFF
所以，如果按照塊來計(jì)算，W25Q128包括256個(gè)塊。
如果按照扇區(qū)來計(jì)算，W25Q128包括256*16=4096個(gè)扇區(qū)。
如果按照頁來計(jì)算的話，W25Q128包括4096*16=65536個(gè)頁。
每個(gè)塊的大小是：16384KB/256 = 64KB
每個(gè)扇區(qū)的大小是：64KB/16 = 4KB
每個(gè)頁的大小是：4KB/16 = 256B
但是實(shí)際上，我們?cè)谶M(jìn)行讀寫操作時(shí)，都是區(qū)分塊和扇區(qū)，不區(qū)分頁的。包括在官方的Datasheet中，并沒有重點(diǎn)提及頁的地址范圍。
地址范圍
從存儲(chǔ)容量來看，我們可以輕松的計(jì)算出W25Q128的整個(gè)存儲(chǔ)空間的地址范圍：0x000000~0xFFFFFF，也就是地址最大是24位。根據(jù)塊的大小是64KB，扇區(qū)的大小是4KB，我們可以計(jì)算出每個(gè)塊和扇區(qū)的地址范圍：
塊0的地址：`0x000000~0x00FFFF`
塊1的地址：`0x010000~0x01FFFF`
.....
塊255的地址：`0xFF0000~0xFFFFFF`
對(duì)于每個(gè)塊，以塊0為例：
塊0扇區(qū)0的地址：`0x000000~0x000FFF`
塊0扇區(qū)1的地址：`0x001000~0x001FFF`
....
塊0扇區(qū)15的地址：`0x00F000~0x00FFF`
不知道你是否發(fā)現(xiàn)了，地址的高8位(23-16位)表示塊的位置，第15-12位為扇區(qū)的位置。
例如，塊10的第7個(gè)扇區(qū)的地址范圍：0x0A 7 000 ~ 0x0A 7 FFF；
W25Q128支持讀取任意一個(gè)地址的數(shù)據(jù)，范圍：0x000000~0xFFFFFF
根據(jù)絕對(duì)地址，獲取這個(gè)地址所在的塊和扇區(qū)位置就很簡(jiǎn)單了：
/* 存儲(chǔ)地址 */
uint32_t addr = 0xC0A002;
/* 23-16位是塊的位置 */
uint8_t block = addr >> 16; /* (addr & 0xFF0000)>>16*/
/* 15-12位是扇區(qū)的位置 */
uint8_t sector = (addr << 16) >> 28; /* (addr & 0x00F000)>>12 */
uart_init(115200);
printf("addr:%x, block:%d, sector:%d\r\n", addr, block, sector);
運(yùn)行結(jié)果
常用指令
W25Q128的擦除，可以通過指令配置為單獨(dú)的扇區(qū)擦除，單獨(dú)的塊擦除，或者整片擦除，整片擦除時(shí)間會(huì)比較長。
0xC7：整片擦除
0xD8：塊擦除
0x20：扇區(qū)擦除
0xAB：獲取芯片ID
0x90：獲取芯片型號(hào)
0x06：寫使能
0x04：禁止寫
0xB9：進(jìn)入掉電模式，功耗極低
0xAB：退出掉電模式
發(fā)送0x90命令之后的返回值表示當(dāng)前器件的型號(hào)：
/*
0XEF13,表示芯片型號(hào)為W25Q80
0XEF14,表示芯片型號(hào)為W25Q16
0XEF15,表示芯片型號(hào)為W25Q32
0XEF16,表示芯片型號(hào)為W25Q64
0XEF17,表示芯片型號(hào)為W25Q128
*/
使用Jlink燒寫SPI Flash
大多數(shù)玩單片機(jī)的人都知道Jlink可以燒寫Hex文件，作為ARM仿真調(diào)試器，但是知道能燒寫SPI Flash的人應(yīng)該不多。
JLink軟件包含的工具中，有一個(gè)是JFlashSPI工具，可以燒寫和讀取SPI存儲(chǔ)器。
可以參考：Jlink使用技巧之燒寫SPI Flash存儲(chǔ)芯片
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