关于bsp_spi_flash.c文件中sf_AutoWritePage函数

sanit

1.好久之前在论坛好像看到有坛友指出sf_AutoWritePage函数中重复读取flash，导致效率不高的问题。暂时没有在论坛中搜索出来帖子了。记不太清原帖子的具体内容了，谁帮我找出来原帖子，多谢！已经找到:http://www.armbbs.cn/forum.php?m ... 1095&fromuid=58
2.关于这个问题，sf_AutoWritePage函数本身是没有多余读取的，不过还有可以优化的地方。下面分别给出原版以及优化后的代码，如有不对，欢迎大家指出。
3.原版：
/*
*********************************************************************************************************
*  函 数 名: sf_AutoWritePage
*  功能说明: 写1个PAGE并校验,如果不正确则再重写三次。本函数自动完成擦除操作。
*  形    参: _pBuf        ：数据源缓冲区
*            _uiWriteAddr ：目标区域首地址
*            _usSize      ：数据个数，不能超过页面大小（4KB）
*  返 回 值: 0 : 错误， 1 ： 成功  测试通过
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t sf_AutoWritePage1(const uint8_t *_ucpSrc, const uint32_t _uiWrAddr, const uint16_t _usWrLen)
{
  uint16_t i;          /* 计算数据偏移以及for循环使用 */
  uint16_t j;          /* 用于延时 */
  uint32_t uiFirstAddr;/* 扇区首址 */
  uint8_t  ucNeedErase;/* 1表示需要擦除 */
  uint8_t  cRet;       /* 函数执行成功标志 */
  
  /* 长度为0时不继续操作,直接认为成功 */
  if (_usWrLen == 0)
  {
    return 1;
  }
  
  /* 如果偏移地址超过芯片容量则认为失败退出 */
  if (_uiWrAddr >= g_tSF.TotalSize)
  {
    return 0;
  }
  
  /* 如果数据长度大于扇区容量，则认为失败退出 */
  if (_usWrLen > g_tSF.PageSize)
  {
    return 0;
  }
  
  /* 如果FLASH中的数据没有变化,则不写FLASH */
  sf_ReadBuffer(s_spiBuf, _uiWrAddr, _usWrLen);
  if (memcmp(s_spiBuf, _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
  {
    return 1;
  }
  
  /* 判断是否需要先擦除扇区 */
  /* 如果旧数据修改为新数据，所有位均是 1->0 或者 0->0, 则无需擦除,提高Flash寿命 */
  ucNeedErase = 0;/* 先清除擦除标志 */
  if (sf_NeedErase(s_spiBuf, _ucpSrc, _usWrLen))
  {
    ucNeedErase = 1;
  }
  
  /* 找到当前地址所在的页首地址，比如0x1010,属于第二页，第二页首地址是0x1000 */
  uiFirstAddr = _uiWrAddr & (~(g_tSF.PageSize - 1));
  
  if (_usWrLen == g_tSF.PageSize)/* 整个扇区都改写 */
  {
    for  (i = 0; i < g_tSF.PageSize; i++)
    {
      s_spiBuf = _ucpSrc;
    }
  }
  else/* 改写部分数据 */
  {
    /* 先将整个扇区的数据读出 */
    sf_ReadBuffer(s_spiBuf, uiFirstAddr, g_tSF.PageSize);
   
    /* 再用新数据覆盖 */
    i = _uiWrAddr & (g_tSF.PageSize - 1);
    memcpy(&s_spiBuf, _ucpSrc, _usWrLen);
  }
  
  /* 写完之后进行校验，如果不正确则重写，最多3次 */
  cRet = 0;/* 清除写入成功标志 */
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
    /* 如果旧数据修改为新数据，所有位均是 1->0 或者 0->0, 则无需擦除,提高Flash寿命 */
    /* 读者标注：但是失败一次后，下次重新写必须执行擦除操作 */
    if (ucNeedErase == 1)
    {
      sf_EraseSector_4K(uiFirstAddr);/* 擦除1个扇区 */
    }
   
    /* 编程一个PAGE */
    sf_Page_Program(s_spiBuf, uiFirstAddr, g_tSF.PageSize);
   
    /* 校验数据，判断写入是否成功 */
    if (sf_CmpData(_uiWrAddr, _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
    {
      cRet = 1;
      break;
    }
    else /* 连续校验两次，判断写入是否成功 */
    {
      if (sf_CmpData(_uiWrAddr, _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
      {
        cRet = 1;
        break;
      }
      ucNeedErase = 1;/* 写入失败的话，必须执行擦除操作 */ //读者增加，这是一个BUG
      
      /* 失败后延迟一段时间再重试 */
      for (j = 0; j < 65500; j++);
    }
  }
  
  return cRet;
}

优化后：

/*
*********************************************************************************************************
*  函 数 名: sf_AutoWritePage
*  功能说明: 写1个PAGE并校验,如果不正确则再重写三次。本函数自动完成擦除操作。
*  形    参: _pBuf        ：数据源缓冲区
*            _uiWriteAddr ：目标区域首地址
*            _usSize      ：数据个数，不能超过页面大小（4KB）
*  返 回 值: 0 : 错误， 1 ： 成功  测试通过
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t sf_AutoWritePage(const uint8_t *_ucpSrc, const uint32_t _uiWrAddr, const uint16_t _usWrLen)
{
  uint16_t i;          /* 计算数据偏移以及for循环使用 */
  uint16_t j;          /* 用于延时 */
  uint32_t uiFirstAddr;/* 扇区首址 */
  uint8_t  ucNeedErase;/* 1表示需要擦除 */
  uint8_t  cRet;       /* 函数执行成功标志 */
  uint16_t offset;     /* 偏移量 */
  
  /* 长度为0时不继续操作,直接认为成功 */
  if (_usWrLen == 0)
  {
    return 1;
  }
  
  /* 如果偏移地址超过芯片容量则认为失败退出 */
  if (_uiWrAddr >= g_tSF.TotalSize)
  {
    return 0;
  }
  
  /* 如果数据长度大于扇区容量，则认为失败退出 */
  if (_usWrLen > g_tSF.PageSize)
  {
    return 0;
  }
  
  /* 找到当前地址所在的页首地址，比如0x1010,属于第二页，第二页首地址是0x1000 */
  uiFirstAddr = _uiWrAddr & (~(g_tSF.PageSize - 1));
  
  /* 先将整个扇区的数据读出 */
  sf_ReadBuffer(s_spiBuf, uiFirstAddr, g_tSF.PageSize);
  
  offset = _uiWrAddr-uiFirstAddr;
  /* 如果FLASH中的数据没有变化,则不写FLASH */
  if (memcmp(&s_spiBuf[offset], _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
  {
    return 1;
  }
  
  /* 判断是否需要先擦除扇区 */
  /* 如果旧数据修改为新数据，所有位均是 1->0 或者 0->0, 则无需擦除,提高Flash寿命 */
  ucNeedErase = 0;/* 先清除擦除标志 */
  if (sf_NeedErase(&s_spiBuf[offset], _ucpSrc, _usWrLen))
  {
    ucNeedErase = 1;
  }
  
  if (_usWrLen == g_tSF.PageSize)/* 整个扇区都改写 */
  {
    for (i = 0; i < g_tSF.PageSize; i++)
    {
      s_spiBuf = _ucpSrc;
    }
  }
  else/* 改写部分数据 */
  {
    /* 再用新数据覆盖 */
    memcpy(&s_spiBuf[offset], _ucpSrc, _usWrLen);
  }
  
  /* 写完之后进行校验，如果不正确则重写，最多3次 */
  cRet = 0;/* 清除写入成功标志 */
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
    /* 如果旧数据修改为新数据，所有位均是 1->0 或者 0->0, 则无需擦除,提高Flash寿命 */
    /* 读者标注：但是失败一次后，下次重新写必须执行擦除操作 */
    if (ucNeedErase == 1)
    {
      sf_EraseSector_4K(uiFirstAddr);/* 擦除1个扇区 */
    }
   
    /* 编程一个PAGE */
    sf_Page_Program(s_spiBuf, uiFirstAddr, g_tSF.PageSize);
   
    /* 校验数据，判断写入是否成功 */
    if (sf_CmpData(_uiWrAddr, _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
    {
      cRet = 1;
      break;
    }
    else /* 连续校验两次，判断写入是否成功 */
    {
      if (sf_CmpData(_uiWrAddr, _ucpSrc, _usWrLen) == 0)
      {
        cRet = 1;
        break;
      }
      ucNeedErase = 1;/* 写入失败的话，必须执行擦除操作 */ //读者增加，这是一个BUG
      
      /* 失败后延迟一段时间再重试 */
      for (j = 0; j < 65500; j++);
    }
  }
  
  return cRet;
}

这个函数优化是针对每次写数据不满一页，否则不能提高写入效率。

eric2013

看看是不是这个帖子。

SPI接口串行FLASH BUG问题
http://www.armbbs.cn/forum.ph ... id=89447&fromuid=58
(出处: 安富莱电子论坛)

sanit

eric2013 发表于 2019-4-9 16:47
看看是不是这个帖子。

SPI接口串行FLASH BUG问题

不是这个，有一个帖子说这个函数内部读取了两次，多读了一次。找不到就算了。

廷润

看文章，想起了第一份工作部门老大的训导：“多读、多比较、少写”的原则。

写之前是否有 读 和 比较的动作？
  ucNeedErase = 0;/* 先清除擦除标志 */
  if (sf_NeedErase(&s_spiBuf[offset], _ucpSrc, _usWrLen))
  {
    ucNeedErase = 1;
  }
文中这个擦除标志位感觉有点草率。


关于读，也可以分两部分读，一个是简单判断新数据的合法性（特别是外部设备加载的数据源），第二部分是先读原始数据跟新数据对比。

sanit

廷润 发表于 2019-4-10 08:51
看文章，想起了第一份工作部门老大的训导：“多读、多比较、少写”的原则。

写之前是否有 读 和 比较的 ...

写之前，有比较新数据跟旧数据是否一致。如果一致，则不写，否则判断是否需要擦除，然后写入数据。

sanit

廷润 发表于 2019-4-10 08:51
看文章，想起了第一份工作部门老大的训导：“多读、多比较、少写”的原则。

写之前是否有 读 和 比较的 ...

标志位就是标志后面是否执行擦除操作，请问你还有好的实现方式吗？

廷润

没有更细的实现方式。

写0不写1 的说法好像有点理解差异。用户写数据是 1 改成 0。 擦除是 整个片段都 回归 1. 希望一些蛛丝马迹可以给到你idea

sanit

廷润 发表于 2019-4-10 09:24
没有更细的实现方式。

写0不写1 的说法好像有点理解差异。用户写数据是 1 改成 0。 擦除是 整个片段都  ...

你看一下这个帖子：

SPI接口串行FLASH BUG问题
http://www.armbbs.cn/forum.ph ... id=89447&fromuid=58
(出处: 安富莱电子论坛)

廷润

sanit 发表于 2019-4-10 11:31
你看一下这个帖子：

SPI接口串行FLASH BUG问题

这帖子的评论 是精彩的经验切磋。细琢磨理解新思想了，这也验证我之前stm32 内部flash的一个实测结果。

在一个指定的地址，原本数据是 0x1F, 直接写0x1F 正确，直接写0x13也正确。新技术自带这种优化效果，减少不必要的擦除，提升使用寿命。 这或许也有可能是 内部flash 写速度慢的原因之一吧

廷润

最近看的一片文章， 在火星使用设计寿命可能是60天，但是实际使用大大超预期，这就是正统研发人员的手笔。 我也要跟你们修炼不一样的内功。