RT-thread应用讲解——FLASH分区

前言

因为单片机的存储比较小，所以我们经常会用到外置FLASH来存储一些文件、数据或者OTA等。如果一个FLASH只用来做单一的功能，那只需要把所有内存都分配到这个功能上就行了，但是如果要用一个FLASH同时做多个功能，比如我用一部分内存来做文件系统，一部分用来存OTA升级固件，那在操作内存的时候就要注意地址的分配了，为了方便内存管理，我们通常会进行分区处理。
RT-thread系统就有分区和内存管理相关的软件包，这一点还是很方便的。
FAL软件包：http://packages.rt-thread.org/detail.html?package=fal

FAL软件包可以用于片内flash也可以用于片外flash，我这一讲主要介绍片外flash的使用。

一、挂载FLASH

首先我们要把这个片外flash挂载上。这个我之前的教程已经介绍过了，不知道的同学可以先看下我之前的博客。
RT-thread应用讲解——norflash

二、ENV配置

1、打开on-chip flash

在这里插入图片描述

2、打开FAL软件包

在这里插入图片描述

3、重新生成工程

设置完之后保存退出，然后重新生成工程即可。
在env输入下面的命令，重新生成新的工程。
提示：会使用env的话应该都知道这个操作，不多说了。

scons --target=mdk5

三、分区处理

1、定义flash设备表

打开fal_cfg.h文件（在board\ports文件夹里面），找到flash设备的定义，增加片外flash的定义。
注意：fal软件包里面也会有一个fal_cfg.h文件，这个只是demo，默认是不加入到工程里面的，也不会起作用。

定义flash设备表示例代码如下：

extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_16k;
extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_64k;
extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_128k;
extern struct fal_flash_dev nor_flash0;

/* flash device table */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
{
      
                                                                          \
    &stm32_onchip_flash_16k,                                         \
    &stm32_onchip_flash_64k,                                         \
    &stm32_onchip_flash_128k,                                        \
    &nor_flash0,                                                     \
}

在这里插入图片描述

2、定义flash分区表

同样是在fal_cfg.h文件里面，根据自己的需要定义分区表。
示例代码如下：

/* ====================== Partition Configuration ========================== */
#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG

/* partition table */
#define FAL_PART_TABLE                                                               \
{
      
                                                                                          \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "bootload", "onchip_flash_16k", 0 * 1024, 128 * 1024, 0},  \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "app", "onchip_flash_128k", 0 * 1024, 384 * 1024, 0},      \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "download", "norflash0", 0 * 1024, 256 * 1024, 0},         \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "factory", "norflash0", 256 * 1024, 384 * 1024, 0},        \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "easyflash", "norflash0", 640 * 1024, 128 * 1024, 0},      \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "cmb_log", "norflash0", 768* 1024, 128 * 1024, 0},         \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "filesystem", "norflash0", 896 * 1024, 15488 * 1024, 0},   \
}

#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */
#endif /* _FAL_CFG_H_ */

上面这个分区表详细描述信息如下：

分区名	FLASH设备名	偏移地址	内存大小	说明
“bootload”	“onchip_flash_16k”	0	128 * 1024 字节	bootload引导程序
“app”	“onchip_flash_128k”	0	384 * 1024 字节	应用程序
“download”	“norflash0”	0	256 * 1024 字节	OTA升级固件
“factory”	“norflash0”	256 * 1024	384 * 1024 字节	恢复出厂固件
“cmb_log”	“norflash0”	640 * 1024	128 * 1024 字节	运行日志
“filesystem”	“norflash0”	896 * 1024	15488 * 1024 字节	文件系统

提示：FLASH设备名要根据实际情况来写，比如onchip_flash_16k和onchip_flash_128k是默认的一个定义（在drv_flash_f4.c文件），stm32_onchip_flash_16k指定的起始地址就是stm32f4系列rom的起始地址，onchip_flash_128k则是从128k偏移开始的，如果这几个定义不满足你的需求可以自己在drv_flash_f4.c文件再定义一个。

最后贴一个fal_cfg.h文件完整的代码：

/*
 * Copyright (c) 2006-2018, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2018-12-5      SummerGift   first version
 */

#ifndef _FAL_CFG_H_
#define _FAL_CFG_H_

#include <rtthread.h>
#include <board.h>

#define FLASH_SIZE_GRANULARITY_16K   (4 * 16 * 1024)
#define FLASH_SIZE_GRANULARITY_64K   (64 * 1024)
#define FLASH_SIZE_GRANULARITY_128K  (7 * 128 * 1024)

#define STM32_FLASH_START_ADRESS_16K  STM32_FLASH_START_ADRESS
#define STM32_FLASH_START_ADRESS_64K  (STM32_FLASH_START_ADRESS_16K + FLASH_SIZE_GRANULARITY_16K)
#define STM32_FLASH_START_ADRESS_128K (STM32_FLASH_START_ADRESS_64K + FLASH_SIZE_GRANULARITY_64K)

extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_16k;
extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_64k;
extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash_128k;
extern struct fal_flash_dev nor_flash0;

/* flash device table */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
{
      
                                                                          \
    &stm32_onchip_flash_16k,                                         \
    &stm32_onchip_flash_64k,                                         \
    &stm32_onchip_flash_128k,                                        \
    &nor_flash0,                                                     \
}
/* ====================== Partition Configuration ========================== */
 #ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG

/* partition table */
#define FAL_PART_TABLE                                                               \
{
      
                                                                                          \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "bootload", "onchip_flash_16k", 0 * 1024, 128 * 1024, 0},  \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "app", "onchip_flash_128k", 0 * 1024, 384 * 1024, 0},      \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "download", "norflash0", 0 * 1024, 256 * 1024, 0},         \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "factory", "norflash0", 256 * 1024, 384 * 1024, 0},        \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "easyflash", "norflash0", 640 * 1024, 128 * 1024, 0},      \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "cmb_log", "norflash0", 768* 1024, 128 * 1024, 0},         \
    {
      
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "filesystem", "norflash0", 896 * 1024, 15488 * 1024, 0},   \
}

#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */
#endif /* _FAL_CFG_H_ */

3、FAL初始化

在你的工程里面调用fal_init()函数，比如我这里是在main函数里面调用的（放其他位置也是可以的，只要调用了就行）。
在这里插入图片描述
提示：调用fal_init()函数之前要先包含fal.h这个头文件，不然就找不到这个函数了。

四、运行测试

正常运行的日志如下：
在这里插入图片描述

可以通过输出的日志再次核对你的分区是否有误。

fal本身就提供了一些测试命令，可以通过msh命令完成测试。
具体的命令可以输入fal查看。
在这里插入图片描述
关于这些测试的命令，我这里就简单地列一下，FAL软件包官方的介绍里面已经有详细的解析了，可以自行查阅。
FAL软件包：http://packages.rt-thread.org/detail.html?package=fal

1、指定待操作的Flash设备或Flash分区

示例如下：

fal probe download

2、擦除数据

示例如下：

fal erase 0 4096

3、写入数据

示例如下：

fal write 0 00 01 02 03 04

4、读取数据

示例如下：

fal read 0 5

5、性能测试

性能测试将会测试Flash的擦除、写入及读取速度，同时将会测试写入及读取数据的准确性，保证整个 Flash 或整个分区的写入与读取数据的一致性。
示例如下：

fal bench 4096 yes

最后贴一个完整的测试示例：
在这里插入图片描述

五、结束语

好了，关于FLASH分区的介绍就到这里，如果还有什么问题，欢迎在评论区留言。如果这篇文章能够帮到你，就给我点个赞吧，如果想了解更多RT-thread和单片机的内容，可以关注一下博主，后续我还会继续分享更多的经验给大家。

教程相关源码：
https://pan.baidu.com/s/1N2D8dM31deKIqNqaIQfPiA
提取码：7nsx

RT-thread相关教程汇总：https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/120563891