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这一节,我们来讲一讲如何使用FLASH。在嵌入式系统中,Flash 是最常用组件之一。许多使用过 FLASH的都知道,FLASH 的特点是“读来容易写来难”。通常情况,我们是可以直接读出 FLASH中的内容的,但如果要写入数据,就要发送一长串命令,比如像:555 ,AA,2AA,55,555,A0,PA,PD就表示对PA地址写入数据PD。
而在NIOS开发过程中,FLASH的这些繁琐的擦写过程ALTERA都帮我们做好了,它通过API给我们提供了完善的读写函数,我们只需要调用函数就可以完成读写FLASH的操作了。不过这些也是有前提条件的,那就是FLASH要满足CFI标准或者是EPCSX串行FLASH(与EPCSX兼容的也是可以的)。也就是说,不满足满足这个条件的 FLASH还需要您自己处理了,呵呵!下面我们来研究一下NIOS下的FLASH是如何操作的。
在前面,我们就已经详细讲述了FLASH和EPCS模块的构建过程,在这里,我们假设您已经构建好了CFI FLASH模块或者EPCS控制模块,由于CFI FLASH和EPCS的软件操作方式完全一致,所以我们以下内容不对他们加以区分。下面我们主要来讲FLASH的软件操作是如何实现的。
Altera提供了两种类型的函数,提供给客户:Simple Flash Access(简单的Flash访问),以及Fine-Grained Flash Access(细粒度Flash访问)。
一般情况下,我还是推荐大家使用 Fine-Grained Flash Access(细粒度 Flash 访问)函数, 比 Simple Flash Access 也复杂不了多少,但可以避免通常的跨块擦除问题。Flash 是按照 Block组织起来的,通常一次擦除一整个块。例如,我们如果写 Flash的时候跨越了两个块,而其后还跟随了其他数据,这样我们就有可能将其他数据同时擦除掉,导致数据的丢失,这样后果就很严重了。
在这里,我们介绍几个常用的函数,如果想了解的更详细,请参考ALTERA提供的文档资料。
首先介绍第一步: 打开 Flash,就像C程序打开硬盘中的数据文件一样, 使用之前要打开 FLASH。我们使用 alt_flash_open_dev()打开 Flash,成功打开后返回一个句柄。比如,下面是使用这个函数的片断:
2 | fd = alt_flash_open_dev(FLASH_NAME); |
其中,FLASH_NAME可以在system.h中找到它的定义,我的定义如下所示
2 | #define CFI_FLASH_NAME "/dev/cfi_flash" |
4 | #define EPCS_FLASH_NAME "/dev/epcs_flash" |
读出 Flash 使用函数:alt_read_flash,原型如下:
1 | int alt_read_flash( alt_flash_fd* fd, |
使用完以后需要将FLASH关掉,其原型如下:
1 | void alt_flash_close_dev(alt_flash_fd* fd ); |
Fine-Grained Flash Access 机制还提供了如下几个函数: alt_get_flash_info(),
alt_erase_flash_block(), alt_write_flash_block()。
alt_get_flash_info()可以提取 Flash 的信息,比如包含几个区域,每个区域有几个块,每个块的大小等等。它的原型如下:
2 | int number_of_regions=0; |
4 | ret_code = alt_get_flash_info(fd, ®ions, &number_of_regions); |
这里涉及到一个结构:flash_region,原型如下:
1 | typedef struct flash_region { |
2 | int offset; /* region相对FLASH首地址的偏移量 */ |
3 | int region_size; /* region的大小*/ |
4 | int number_of_blocks; /* 每个region中block的数量 */ |
5 | int block_size;/* block的大小*/ |
擦除一个块使用函数:alt_flash_fd,函数原型如下:
1 | int alt_erase_flash_block( alt_flash_fd* fd,int offset,int length); |
写入一个块使用函数:alt_write_flash_block,函数原型如下:
1 | int alt_write_flash_block( alt_flash_fd* fd, |
几个常用的函数就介绍完了,下面我们就用这几个函数来操作FLASH吧。
01 | #include "sys/alt_flash.h" |
07 | #define FLASH_OFFSET 0x5000 |
09 | * === FUNCTION =================================================== |
11 | * Description: 主函数,函数入口 |
12 | * ================================================================= |
18 | flash_region* regions; |
19 | int number_of_regions; |
21 | unsigned char source[BUF_SIZE]; |
22 | unsigned char dest[BUF_SIZE]; |
27 | fd = alt_flash_open_dev("/dev/cfi_flash"); |
28 | //fd = alt_flash_open_dev(“/dev/epcs_flash”);//EPCSX |
31 | ret_code = alt_get_flash_info(fd, ®ions, &number_of_regions); |
33 | printf("Start 0x%8x End 0x%8x Number of Blocks %3d Block Size 0x%8x \n", (regions+i)->offset, |
34 | (regions+i)->region_size+(regions+i)->offset, |
35 | (regions+i)->number_of_blocks, |
36 | (regions+i)->block_size); |
39 | alt_erase_flash_block(fd, FLASH_OFFSET, BUF_SIZE); |
41 | ret_code = alt_read_flash(fd,FLASH_OFFSET,dest,BUF_SIZE); |
44 | printf("Can't read flash device\n"); |
48 | printf("Read Flash Device Successfully.\n"); |
53 | printf("%d\n",dest[i]); |
56 | ret_code = alt_write_flash(fd,FLASH_OFFSET,source,BUF_SIZE); |
59 | printf("Can't write flash device\n"); |
63 | printf("Write Flash Device Successfully.\n"); |
67 | ret_code = alt_read_flash(fd,FLASH_OFFSET,dest,BUF_SIZE); |
70 | printf("Can't read flash device\n"); |
74 | printf("Read Flash Device Successfully.\n"); |
79 | printf("%d\n",dest[i]); |
83 | alt_flash_close_dev(fd); |
上述程序对于CFI FLASH 和EPCSX是通用的,如果操作EPCSX,则将alt_flash_open_dev("/dev/cfi_flash")参数改为”/dev/epcs_flash”就可以了。
下面我们来看一看通过alt_get_flash_info(fd, ®ions, &number_of_regions)得到的一些CFI FLASH信息,
1 | Start 0x0 End 0x4000 Number of Blocks 1 Block Size 0x4000 |
3 | Start 0x4000 End 0x8000 Number of Blocks 2 Block Size 0x2000 |
5 | Start 0x8000 End 0x10000 Number of Blocks 1 Block Size 0x8000 |
7 | Start 0x10000 End 0x200000 Number of Blocks 31 Block Size 0x10000 |
通过上面的信息,我们可以看出,AM29LV160B这款FLASH的包括了1个16Kbyte,2个8Kbyte,1个32Kbyte和31个64Kbyte字节的block,这个是FLASH处在8位模式下的情况,结构很奇怪吧。
我们再来看通过alt_get_flash_info(fd, ®ions, &number_of_regions)得到的一些EPCSX的信息,
1 | Start 0x0 End 0x80000 Number of Blocks 8 Block Size 0x10000 |
通过上面信息我们可以发现,我用的这款EPCSX是EPCS4,包括了8个128Kbit的block。这个结构就相对比较简单了。
好了,这一节内容就讲完了。如果大家对此有疑问,或者发现我讲的内容有问题可以直接跟我联系,邮箱:;qq:984597569,同时欢迎大家加入我们的NIOS群:100364900,大家共同探讨NIOS技术!
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