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Art_Pi学习笔记2：驱动片外SPI_FLASH_W25Q128

发布于 2020-12-21 15:37:17 浏览：5851 订阅该版

**首先要感谢大佬的分享文章，让我更快上手。**
开发板：
Art_Pi_H750
开发平台：
RT-Thread Studio
OS版本：
4.0.3
参考文章：
[1]
(https://blog.csdn.net/m0_37621078/article/details/102689903)
[2]
(https://blog.csdn.net/moumde/article/details/108027100)
[3]
(https://blog.csdn.net/weixin_41294615/article/details/99844967)
学习笔记：
    使用官方板的最大好处就是硬件方面的支持度很完善，很多涉及到硬件的配置，在RT-Thread Settings里面打勾就好了。不需要自己过度的去关心底层硬件的配置之类的，这样的好处是最快的速度上手，当然了，对于硬件的配置会比较生疏，遇到一些坑的时候会比较棘手。
    今天来试试SPI_FLASH的驱动，板子上有一块W25Q128挂在SPI1总线上，另外一片W25Q64挂在QSPI总线上。由于H750内部只有128K的FLASH空间，所以我们的代码基本上都是在QSPI上运行的，QSPI工作在内存映射模式。因此不推荐在QSPI上做读写操作。需要缓存数据的，都放到SPI1总线上的FLASH进行。

配置RT-Thread Settings

在“组件”使能SFUD，注意要避开QSPI模式
 ![image.png](/uploads/20201221/184f2c7044eb99b1dde977774ace0909.png)

在“硬件”使能SPI_FLASH
 ![image.png](/uploads/20201221/31736896bbe5436346a6c46519f4ec8e.png)

保存退出，等待配置完成
 ![image.png](/uploads/20201221/6c9425eaa4545db0d3ad68f90e7ba012.png)

编译一下
 ![image.png](/uploads/20201221/13c8f130a40f2cb058ead2dc10eb196b.png)

下载后终端打印，自动挂载上去了。而且还有一个fal的东东？这是什么鬼？
 ![image.png](/uploads/20201221/44bdbb66fcd46014ed40370b48fb209c.png)

之前使用H743开发板的时候是不会自己注册的，需要编写一个命令来挂载
 ![image.png](/uploads/20201221/d6761819ac53c71f0e7d7b91e25faf8d.png)

现在这里自己挂载上去了
 ![image.png](/uploads/20201221/7e12b405784c286d6ff71029cf0b0075.png)

关于FAL软件包
查看项目，发现有一个fal的软件包
 ![image.png](/uploads/20201221/a1615c89693e7f7edd4b8f05470118fd.png)

再次查看RT-Thread Settings的“软件包”配置选项，原来已经默认就选中了
 ![image.png](/uploads/20201221/753254f403eee07a47eb470322add948.png)

然后查看rtconfig.h文件发现已经使能使用该软件包
 ![image.png](/uploads/20201221/25dddfc6a28e9476164cfd267260f0f9.png)

然后查看drv_spi_flash.c文件，发现原来是在这个地方初始化的：
首先使用rt_hw_spi_device_attach函数将spi10设备注册到spi1总线上。
然后使用rt_sfud_flash_probe函数注册了spi_flash而且命名为“norflash0”。
最后调用fal_init函数完成fal初始化。
并且最后通过INIT_ENV_EXPORT(rt_flash_init);，
完成了自动初始化。
 ![image.png](/uploads/20201221/4e811a0d8f7011cac7e08bd550a33aae.png)

关于FAL的详细，参考下面这个大佬的文章
IOT-OS之RT-Thread（十一）--- FAL分区管理与easyflash变量管理_流云-CSDN博客
https://blog.csdn.net/m0_37621078/article/details/102689903

下面来分析一下fal_init()函数
首先是调用了fal_flash_init函数，按fal flash table来初始化flash
 ![image.png](/uploads/20201221/a13121764bace73392a16b8ce176e7e7.png)

这个函数位于fal_flash.c文件中
 ![image.png](/uploads/20201221/3341bfbabf6cae9036bb0649ad2b71da.png)

这的宏定义在fal_cfg.h中定义，指向norflash0，也就是前面sfud挂载的名字
 ![image.png](/uploads/20201221/567700c963792d3648335eb77369ddbc.png)

而初始化结果也会在终端打印
 ![image.png](/uploads/20201221/1019c87e7f065de330a52103d17614f5.png)

上面的设备初始化完成之后，就调用fal_partition_init函数进行分区初始化
 ![image.png](/uploads/20201221/3359110a080e59ddbe229818ef8b6552.png)

该函数位于fal_partition.c文件中，会使用到一个分区表，指向宏定义FAL_PART_TABLE
 ![image.png](/uploads/20201221/bcdbb2960b8de9912caf2dc52b2169e3.png)

该宏定义位于fal_cfg.h中
 ![image.png](/uploads/20201221/b5eba5c9d61a11be165392d3599e4728.png)

就是对于W25Q128的预分区定义表
包括了wifi固件区，ble固件区，固件下载区，easeflash分区，还有文件系统分区

结合大佬的文章说明：
**fal_flash_dev结构体除了包含设备名、起始地址、长度、块大小等对flash设备的描述参数，还包括对flash设备的操作函数指针，这些操作函数需要在移植FAL时由下层的驱动实现。
fal_partition结构体则包含分区名、设备名、分区在设备上的偏移地址和长度等，从该结构体定义也可以看出，一个fal_partition分区不能跨flash设备分配。**

文章中提到，FAL为了便于用户调试，也提供了finsh命令fal，包括fal probe/read/write/erase/bench等命令。
 ![image.png](/uploads/20201221/6dd1a15bca3a12fc9835bde1ba8be4b3.png)

那么我们也在自己的终端中来尝试一下
 ![image.png](/uploads/20201221/011acfd9dd6cd1a2a87d92d6e88a9c86.png)

一开始命令挂载fal probe W25Q128不成功，因为我们的注册名是norflash0，所以命令参数要改成norflash0就挂载成功了。然后我们读取一下，也可以读取到数据。说明W25Q128出厂的时候已经烧录好固件了，一般情况下就不要随便去清除。

**总结：FAL可以实现FLASH的分区管理。**

关于filesystem的探索
既然已经对SPI FLASH进行了逻辑上的分区，那现在就来探索一下其中一些分区的应用
关于filesystem
 ![image.png](/uploads/20201221/282a47dfbd126d6c161835908512eb1b.png)

对应于分区表
 ![image.png](/uploads/20201221/bb6e475208bac3009c6ac8d7cc5c26b4.png)

发现在系统文件中有一个filesystem.c的文件，看来官方已经帮我们处理好这一功能的代码了，我们只要使能就可以了。
![image.png](/uploads/20201221/4682c2b844016f4088d8489903d1a9df.png)

下面就来配置RT Thread Settings使能这个功能
 ![image.png](/uploads/20201221/146abe10ca3fae3970fa7c16738d206f.png)

保存退出，编译之后下载固件，运行查看终端打印，可以看到多出两行信息
 ![image.png](/uploads/20201221/1c328be3db1851c3fce8a5a2bdcf484f.png)

分别注册了两个分区/flash和/sdcard
我们可以使用fatfs提供的调试指令来查看这两个分区到底是什么
 ![image.png](/uploads/20201221/b152d86e898d54121a8573e176436ff1.png)

Sdcard对应于我们的TF卡，可以看到里面的test_dir文件夹就是之前我们TF卡挂载到sd0的时候查看到的。
Flash对应于fal分区中的filesystem分区。里面存放的是一个网页文件。就是ArtPi最开始的固件需要用到的那个网页。

**关于filesystem.c文件的分析**
这段代码就是将FAL创建的filesystem分区挂载到文件管理提供的flash设备上
 ![image.png](/uploads/20201221/a61da3708ecaf99c40324a6054e1389c.png)

而下面这段代码则是创建一个线程去挂载tf卡。
 ![image.png](/uploads/20201221/825ec2a496f2c2445f51c7b20d0add4e.png)

线程的回调函数如下：一开始就检查TF卡的插入检测引脚，如果有效则说明TF卡已经在卡槽中，则可以挂载。如果没有，则进入循环，不断的检查卡槽的插入检测引脚是否有变化，如果有变化则判断是TF卡插入卡槽的动作就挂载，是TF卡拔出卡槽的动作就卸载。
 ![image.png](/uploads/20201221/8da058444df2e4ebcfef7e72537e4674.png)

具体的挂载动作和卸载动作的函数如下，注意检测引脚的宏定义要和实际PCB对应上。
 ![image.png](/uploads/20201221/06e86608cbf682fdf094d057f34af7b9.png)

另外需要注意的一点是，我们前面已经使能了usb_device，这时候TF卡已经自动挂载到SDCARD了，如果再插入USB，则不能识别到TF卡，而且终端会打印出一系列错误信息
 ![image.png](/uploads/20201221/ea3eea48174ccf3f617bed3084807fa6.png)

试了几种不同的挂载名，都不成功。

**关于easyflash的使用**
首先试在RT-Thread Settings中“软件包”配置使能easyflash
 ![image.png](/uploads/20201221/f8fe87e02f4d9a89435ea93fc11a34bd.png)

保存后退出，就会看到工程中的添加了新的软件包
 ![image.png](/uploads/20201221/b477d26a2e05c409c743713ef6f568ca.png)

**easyflash移植有SFUD和FAL两种方式，SFUD是直接在某个Flash上使用easyflash，FAL则是在某个分区上使用easyflash，我们只需要将环境变量保存在一段较小的flash分区中，因此使用FAL移植接口文件ef_fal_port.c**

这时候如果编译工程，会出现很多错误，原因在于缺少了一个文件el_fal_port.c
不慌，该文件不用我们自己编写，只需要到软件包目录下寻找即可，路径是：EasyFlash/ports/..
在这个目录下有两个文件和一个说明文档，因为easyflash支持两种接口方式，分别是fal和sfud，只要挑选合适自己项目的文件拷贝到src文件夹内即可。而且目录中的readme说的很清楚。
 ![image.png](/uploads/20201221/1edc6b0e9b908c54e1b676c73b4cc6d1.png)

这里我选择的是fal接口的
 ![image.png](/uploads/20201221/9934e9156e2f589a1b964d313216d50c.png)

接下来就是移植需要修改的内容了，按照说明文档，需要修改宏定义，这里默认是“ef”，修改成“easyflash”，对应于前面fal的分区
 ![image.png](/uploads/20201221/fa04318ef877bf46f0a26d5ab13af92f.png)

然后我们创建一个调试用的条目boot_times
 ![image.png](/uploads/20201221/1304004445fb9faadbc3783911ef05f6.png)

然后在main.c文件中添加一个测试代码
 ![image.png](/uploads/20201221/d19bc9d098bfc6e0e11811a953fca680.png)

这里的fal_init()可以注释掉，因为前面讲过在filesystem.c文件中已经初始化了，这段代码的功能就是读取特定字段boot_times下保存的数据内容，打印到终端，然后自加一处理，再存回去。
下面是代码演示：
开机后正常初始化
 ![image.png](/uploads/20201221/1e1b9eca58afe2f854022d8a2781b793.png)

然后我们在终端中输入指令easyflash_sample
![image.png](/uploads/20201221/3f0bafd8200456e87f2aebe1e43a4c7b.png)

注意这里是每次调用easyflash_sample才会进行上述操作，如果开机后没有调用该指令，即使重启也不会记录次数。如果需要做到每次都自动记录，可以将指令加入到初始化代码中自动运行。
 
 
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