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移植FlashDB、SFUD到STM32f407

news 2025/7/7 8:27:21

个人上篇文章搭建STM32F407的SPI-Flash（基于STM32CubeMX）_小刚学長的博客-CSDN博客

主要是解决STM32CubeMX这边的配置，对code端侧是简单介绍了下

实际项目上一般都是拿片外flash存储一些东西，比如一些比较多的配置、参数，偶尔修改下，还有一些程序文件，日志之类的。存在读写操作，而nor flash是每次擦除后才可以写入（也就是说你要更新内容，也是要先擦除再写入新的数据），往往这种操作比较麻烦（最近简单的方法，先把当簇内容读出来，然后对相应的位置进行修改，然后先擦除当前簇，再写入），如果更新内容存在跨簇，那更麻烦点，需要判断。另外，还有个特点，nor flash存在擦除次数上限，如果超过一定次数，此区域容易坏。

对于windows、linux，存在文件系统，文件系统就可以很好规避以上问题，使用时也不用去关心、去计算这些值。对于STM32显然文件系统开销很大，不太合适

那么STM32有没有轻量点库之类的，答案是有的：

FlashDB + SFUD + SPI Flash

FlashDB就是个简单版本的DB，也是专门适合MCU环境，而且针对Flash特点，对相同簇写入次数也有优化（写入均衡）。FlashDB 支持kv类型数据库、也支持时间序列数据库，一般也足够用了。关键还是占资源少，写flash均衡，这样应用者可更关注逻辑部分。是个好东西，记得早些年，都是自己造轮子的，又无法证明自己造轮子是可靠的，因此经常被吊。

当然，FlashDB 不仅仅是通过SFUD去访问SPI Flash，也可以通过自己封装的SPI FLASH驱动代码去访问，也支持文件系统（文件方式）去访问外部flash。但经典组合，还是

由于芯片本身不同，这里芯片不仅仅是FLASH芯片，还包括MCU，因此要实现自己的代码，需要做相应的改进（调整），以下的方案是基于STM32F407芯片，具体硬件配置，参考上篇

1. 把相关代码复制到工程里面：（包括对应 h文件）

2. fal_cfg.h fal 配置

#ifndef _FAL_CFG_H_
#define _FAL_CFG_H_#include "main.h"#define FAL_DEBUG 1
#define FAL_PART_HAS_TABLE_CFG
#define FAL_USING_SFUD_PORT/* ===================== Flash device Configuration ========================= */
extern struct fal_flash_dev nor_flash0;/* flash device table */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
{                                                                    \&nor_flash0,                                                     \  //nor flash 基本信息以及读写擦除接口等。是fal_flash_sfud_port.c 有描述，也是需要初始化的对象
}/* ====================== Partition Configuration ========================== */
#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG
/* partition table */
#define FAL_PART_TABLE                                                                 \
{                                                                                      \{FAL_PART_MAGIC_WROD,  "fdb_kvdb1",       "norflash0",           0, 1024*1024, 0}, \
/* 1M（FLASH 地址0~1M） 大小的table, 这里只是一张表，根据实际情况配置*/
}
#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */#endif /* _FAL_CFG_H_ */

3. fal_flash_sfud_port.c 修改，印象中只修改过 init

#ifndef FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME
#define FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME             "norflash0"
#endifstatic int init(void);
static int read(long offset, uint8_t *buf, size_t size);
static int write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size);
static int erase(long offset, size_t size);static sfud_flash_t sfud_dev = NULL;
struct fal_flash_dev nor_flash0 =
{.name       = FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME,.addr       = 0,.len        = 1024 * 1024,.blk_size   = 4096,.ops        = {init, read, write, erase},.write_gran = 1
};static int init(void)
{#ifdef RT_USING_SFUD/* RT-Thread RTOS platform */sfud_dev = rt_sfud_flash_find_by_dev_name(FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME);
#else/* bare metal platform */extern sfud_flash flash_table[1];  // 这里table实际上是 指 SFUD_FLASH_DEVICE_TABLEsfud_dev = &flash_table[0];  // sfud_dev 指向 table[0] 这个非常重要
#endifif (NULL == sfud_dev){return -1;}/* update the flash chip information */nor_flash0.blk_size = sfud_dev->chip.erase_gran;nor_flash0.len = sfud_dev->chip.capacity;return 0;
}static int read(long offset, uint8_t *buf, size_t size)
{assert(sfud_dev);assert(sfud_dev->init_ok);sfud_read(sfud_dev, nor_flash0.addr + offset, size, buf);return size;
}static int write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size)
{assert(sfud_dev);assert(sfud_dev->init_ok);if (sfud_write(sfud_dev, nor_flash0.addr + offset, size, buf) != SFUD_SUCCESS){return -1;}return size;
}static int erase(long offset, size_t size)
{assert(sfud_dev);assert(sfud_dev->init_ok);if (sfud_erase(sfud_dev, nor_flash0.addr + offset, size) != SFUD_SUCCESS){return -1;}return size;
}

4. sfud_cfg.h 配置 SFUD_FLASH_DEVICE_TABLE


#ifndef _SFUD_CFG_H_
#define _SFUD_CFG_H_#define SFUD_DEBUG_MODE#define SFUD_USING_SFDP#define SFUD_USING_FLASH_INFO_TABLEenum {SFUD_W25Q128_DEVICE_INDEX = 0,   // 如果多个，往下加，名字自己取，但要跟其他对应好
};// 上下要对应好
#define SFUD_FLASH_DEVICE_TABLE                                                \
{                                                                              \[SFUD_W25Q128_DEVICE_INDEX] = {.name = "W25Q128B", .spi.name = "SPI1"},       \
}#endif /* _SFUD_CFG_H_ */

5. sfud_port.c 修改，就是要实现对接SPI接口

要做：

SPI相关配置：是通过HAL访问SPI，还是其他？片选信号对应GPIO信息

SPI延时函数、锁、解锁等

SPI 读写接口封装

#include "spi.h"typedef struct {SPI_HandleTypeDef *spix;GPIO_TypeDef *cs_gpiox;uint32_t cs_gpio_pin;
} spi_user_data, *spi_user_data_t;void sfud_log_debug(const char *file, const long line, const char *format, ...);static void spi_configuration(spi_user_data_t spi) {}static void spi_lock(const sfud_spi *spi) {__disable_irq();
}static void spi_unlock(const sfud_spi *spi) {__enable_irq();
}/*** 这个函数要重新写*/
static sfud_err spi_write_read(const sfud_spi *spi, uint8_t *write_buf, size_t write_size, uint8_t *read_buf,size_t read_size) {sfud_err result = SFUD_SUCCESS;spi_user_data_t spi_dev = (spi_user_data_t) spi->user_data;uint16_t blockSize = 0;uint32_t offset = 0;if (write_size) {SFUD_ASSERT(write_buf);}if (read_size) {SFUD_ASSERT(read_buf);}// HAL - 片选拉低HAL_GPIO_WritePin(spi_dev->cs_gpiox,spi_dev->cs_gpio_pin,GPIO_PIN_RESET); if (write_size){if (HAL_SPI_Transmit(spi_dev->spix, write_buf, write_size, 100) != HAL_OK){result = SFUD_ERR_WRITE;goto exit;}}while (read_size){blockSize = read_size > 0xFFFF ? 0xFFFF : read_size;read_size -= blockSize;if (HAL_SPI_Receive(spi_dev->spix, read_buf + offset, blockSize, 100) != HAL_OK){result = SFUD_ERR_READ;goto exit;}offset += blockSize;}exit:
// HAL - 片选拉高HAL_GPIO_WritePin(spi_dev->cs_gpiox,spi_dev->cs_gpio_pin,GPIO_PIN_SET);return result;
}/* about 100 microsecond delay */
static void retry_delay_100us(void) {DWT_Delay(100); // 这里要自己去实现一个，主要是100微秒，不是100ms
}// spi 关键信息配置，对应spi多少，片选多少
static spi_user_data spi1 = { .spix = &hspi1, .cs_gpiox = SPI_FLASH_CS_GPIO_Port, .cs_gpio_pin = SPI_FLASH_CS_Pin };
sfud_err sfud_spi_port_init(sfud_flash *flash) {sfud_err result = SFUD_SUCCESS;switch (flash->index) {case SFUD_W25Q128_DEVICE_INDEX: {/* SPI 外设初始化 */spi_configuration(&spi1);/* 同步 Flash 移植所需的接口及数据 */flash->spi.wr = spi_write_read;flash->spi.lock = spi_lock;flash->spi.unlock = spi_unlock;flash->spi.user_data = &spi1;/* about 100 microsecond delay */flash->retry.delay = retry_delay_100us;/* about 60 seconds timeout */flash->retry.times = 60 * 10000;break;}}return result;
}/*** This function is print debug info.** @param file the file which has call this function* @param line the line number which has call this function* @param format output format* @param ... args*/
void sfud_log_debug(const char *file, const long line, const char *format, ...) {va_list args;printf("[%s,%d] ", file, line);va_start(args, format);printf(format, args);va_end(args);printf("\n");
}/*** This function is print routine info.** @param format output format* @param ... args*/
void sfud_log_info(const char *format, ...) {va_list args;va_start(args, format);printf(format, args);va_end(args);printf("\n");
}

以上信息，一般网上例子就最多那么多，实际还有两个关键：

1. printf 要重定向，还不能用Micro LIB的方式

在usart.c 添加如下代码，并不要勾选Micro LIB！！

/* USER CODE BEGIN 1 */
/* 加入以下代码, 支持printf函数, 而不需要选择use MicroLIB */#if 1
#if (__ARMCC_VERSION >= 6010050)                    /* 使用AC6编译器时 */
__asm(".global __use_no_semihosting\n\t");          /* 声明不使用半主机模式 */
__asm(".global __ARM_use_no_argv \n\t");            /* AC6下需要声明main函数为无参数格式，否则部分例程可能出现半主机模式 */#else
/* 使用AC5编译器时, 要在这里定义__FILE 和 不使用半主机模式 */
#pragma import(__use_no_semihosting)struct __FILE
{int handle;/* Whatever you require here. If the only file you are using is *//* standard output using printf() for debugging, no file handling *//* is required. */
};#endif/* 不使用半主机模式，至少需要重定义_ttywrch\_sys_exit\_sys_command_string函数,以同时兼容AC6和AC5模式 */
int _ttywrch(int ch)
{ch = ch;return ch;
}/* 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 */
void _sys_exit(int x)
{x = x;
}char *_sys_command_string(char *cmd, int len)
{return NULL;
}/* FILE 在 stdio.h里面定义. */
FILE __stdout;/* 重定义fputc函数, printf函数最终会通过调用fputc输出字符串到串口 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{while ((USART1->SR & 0X40) == 0);               /* 等待上一个字符发送完成 */USART1->DR = (uint8_t)ch;                       /* 将要发送的字符 ch 写入到DR寄存器 */	return ch;
}
#endif/* USER CODE END 1 */

2. 增加芯片信息 SFUD_FLASH_CHIP_TABLE 最后一个就是我的芯片信息！！如果没有，需要手动添加，注意 "W25Q128B" 的name 关键字，这个也不是随便取的，要注意与前面的对应！！

#define SFUD_FLASH_CHIP_TABLE                                                                                    \
{                                                                                                                \{"AT45DB161E", SFUD_MF_ID_ATMEL, 0x26, 0x00, 2*1024*1024, SFUD_WM_BYTE|SFUD_WM_DUAL_BUFFER, 512, 0x81},      \{"W25Q40BV", SFUD_MF_ID_WINBOND, 0x40, 0x13, 512*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                       \{"SST25VF016B", SFUD_MF_ID_SST, 0x25, 0x41, 2*1024*1024, SFUD_WM_BYTE|SFUD_WM_AAI, 4096, 0x20},              \{"M25P32", SFUD_MF_ID_MICRON, 0x20, 0x16, 4*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 64*1024, 0xD8},                    \{"EN25Q32B", SFUD_MF_ID_EON, 0x30, 0x16, 4*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                        \{"GD25Q64B", SFUD_MF_ID_GIGADEVICE, 0x40, 0x17, 8*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                 \{"S25FL216K", SFUD_MF_ID_CYPRESS, 0x40, 0x15, 2*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                   \{"A25L080", SFUD_MF_ID_AMIC, 0x30, 0x14, 1*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                        \{"F25L004", SFUD_MF_ID_ESMT, 0x20, 0x13, 512*1024, SFUD_WM_BYTE|SFUD_WM_AAI, 4096, 0x20},                    \{"PCT25VF016B", SFUD_MF_ID_SST, 0x25, 0x41, 2*1024*1024, SFUD_WM_BYTE|SFUD_WM_AAI, 4096, 0x20},              \{"W25Q128B", SFUD_MF_ID_WINBOND, 0x40, 0x18, 16*1024*1024, SFUD_WM_PAGE_256B, 4096, 0x20},                   \
}

这样应该可以了。我记得就这么多！

查看全文

http://www.lryc.cn/news/164840.html