QSPI（Quad Serial Peripheral Interface） 是一種高速串行通信接口，在標準SPI（Serial Peripheral Interface）的基礎上擴展至4條數(shù)據(jù)線（Quad Mode），顯著提升數(shù)據(jù)傳輸速率。它廣泛應用于Flash存儲器、傳感器和微控制器之間的通信。AS32系列MCU芯片開發(fā)板集成了一塊S25FL512SAGMFVG13型號的QSPI FLASH，本文我們將介紹該系列芯片使用簡潔單線模式操作QSPI FLASH。

代碼詳解：

1、扇區(qū)擦除函數(shù)

根據(jù)指導手冊我們知道，在進行扇區(qū)擦除命令之前必須先給一個WREN 命令，該命令會將狀態(tài)寄存器中的寫使能鎖存器（WEL）置位，以允許任何寫入操作。此外，本文用例使用3字節(jié)地址，根據(jù)時序圖可知，應先發(fā)送指令（長度可配置）接著發(fā)送一個24位地址。

我們開始講解扇區(qū)擦除函數(shù)，代碼如下：

#define WRITE_ENABLE_INST 0x06

#define WRITE_DISBALE_INST 0x04

#define ERASE_SECTOR_INST 0xD8

#define READ_RIGISTER1_INST 0x05

#define PAGE_PROGRAME_INST 0x02

#define READ_FLASH_INST 0x03

void QSPI_FlashErase(uint32_t block_start, uint32_t sector_num)

{

uint32_t dst;

uint32_t SR_Status;

uint8_t erase_status = 1;

dst = block_start;

uint32_t num = sector_num-1;

if (dst + num * 0x3FFFF> 0xFFFFFF)

{

Printf("error :Exceeds the erase range.rn");

}

QSPI_Reset();

QSPI_Deinit();

QSPI_StructInitenable();

QSPI_WriteEnable();

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

for (uint32_t i = 0; i < num; i++)

{

QSPI_SectorErase();

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

QSPI_SetAddr(dst + num*0x3FFFF);

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

}

while (erase_status)

{

QSPI_SetDataLength(0);

QSPI_ReadStatus_Rigister1();

delay_ms(10);

erase_status = QSPI_ReadData();

}

QSPI_ReadFlash(dst, PROGRAME_SIZE, QSPI_BUFFER );

}

首先看第16行，對QSPI結(jié)構體初始化，分別配置片選高電平時間，QSPI時鐘信號在指令之間的電平，QSPI時鐘分頻。

接著第17行，發(fā)送寫使能命令。該函數(shù)主要配置QSPI->CCR寄存器，主要配置指令寫使能指令和簡介寫模式，其余配置讀者可查閱AS32X601設計手冊的QSPI章節(jié)，這里不做過多贅述。

第22行，進行扇區(qū)擦除，和寫使能函數(shù)一致，區(qū)別在于配置不同的指令，第24行設置需要擦除區(qū)域的首地址。

第30行，配置QSPI數(shù)據(jù)長度寄存器（DLR）為0，我們需要讀取1字節(jié)，即SR1寄存器8位。第31行，我們發(fā)送讀取QSPI FLASH的SR1寄存器指令。第33行，讀取QSPI FLASH返回的8位數(shù)據(jù)，直到erase_status = 0時，我們擦除操作完成。這里是間接讀取模式，還可使用輪詢模式，減少CPU等待時間，完全交給QSPI FLASH來處理數(shù)據(jù)。

以下是讀取SR1寄存器的相關配置，和擦除函數(shù)一致，區(qū)別在于指令，當然讀者可以自行配置QSPI 為2線或4線。

2、讀QSPI FLASH

接上節(jié)，我們在最后調(diào)用了QSPI_ReadFlash函數(shù)，本章節(jié)詳細講解該函數(shù)，先看FLASH手冊，

該指令允許從存儲器陣列的任意字節(jié)地址開始讀取。每輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，地址會自動遞增至下一個更高地址（按順序連續(xù)遞增）。因此，只需提供起始地址000000h并發(fā)送一次讀指令，即可連續(xù)讀取整個存儲器的內(nèi)容。當?shù)竭_最高地址后，地址計數(shù)器將自動回繞至000000h，從而支持無限循環(huán)的連續(xù)讀取操作。

函數(shù)如下：

void QSPI_ReadFlash(uint32_t block_start, uint32_t byte_num, uint32_t buffer[])

{

uint32_t FIFO_LEVEL = 0;

QSPI_WriteEnable();

QSPI_SetDataLength(byte_num);

QSPI_Read_Flash();

QSPI_SetAddr(block_start);

delay_ms(10);

FIFO_LEVEL = QSPI_GetFIFOLevel();

while (FIFO_LEVEL != 0)

{

for (uint32_t i=0;i

{

buffer[i] = QSPI_ReadData();

Printf("%xt",buffer[i]);

}

FIFO_LEVEL = QSPI_GetFIFOLevel();

}

QSPI_WriteDisable();

}

同樣在讀數(shù)據(jù)之前需要解鎖QSPI FLASH，并在操作完成后上鎖。第5行，設置讀取需要讀取的字節(jié)數(shù)，第6行，調(diào)用QSPI_READ_FLASH()，函數(shù)如下，第9行，獲取FIFO中有效字節(jié)數(shù)，當FIFO非空時，讀QSPI->DR寄存器獲取數(shù)據(jù)，直到FIFO為空。

3、下板驗證

程序初始化后，調(diào)用QSPI_FlashErase(0x00, 1)，從0地址開始，擦除1個扇區(qū)，觀察打印信息，并截取了邏輯分析儀片段。

4、頁編程函數(shù)

主要內(nèi)容：若地址的最低9位（A8-A0）不全為0，則超出當前頁末尾的傳輸數(shù)據(jù)將從同一頁的起始地址（即最低9位全為0的地址）開始編程，即地址會在頁對齊的邊界內(nèi)回繞。這是因為用戶只需輸入單個頁地址即可覆蓋整個頁邊界。

如果發(fā)送給設備的數(shù)據(jù)不足一頁，這些數(shù)據(jù)字節(jié)將從所提供地址開始按順序編程，而不會影響同一頁內(nèi)的其他字節(jié)。

為優(yōu)化時序，使用頁編程（PP）命令在頁邊界內(nèi)加載整個頁大小的編程緩沖器，相比于加載不足一頁的數(shù)據(jù)到編程緩沖器，將節(jié)省總體編程時間。

int QSPI_FlashWrite(uint32_t block_start,uint32_t offset_into_block, uint32_t count, uint32_t buffer[])

{

uint32_t dst;

uint32_t ii;

uint32_t num;

dst = block_start + offset_into_block;

num = count;

if (dst%4 != 0)

{

Printf( "the addr must 4-byte alignmentrn");

return 0;

}

QSPI_Deinit();

if ((dst%256) == 0)

{ int loop = 0;

Printf( "the first packge is 256 bytesrn");

while (num > 256)

{

QSPI_StructInitenable();

QSPI_SetDataLength(0xff);

QSPI_WriteEnable();

QSPI_PageProgram();

QSPI_SetAddr(dst);

for (ii = loop256/4; ii < loop256/4+64; ii++)

{

QSPI->DR = buffer[ii];

}

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

dst += 256;

num -= 256;

delay_ms(20);

loop++;

}

QSPI_StructInitenable();

QSPI_SetDataLength(block_start + offset_into_block + count - dst -1);

QSPI_WriteEnable();

QSPI_PageProgram();

QSPI_SetAddr(dst);

for (ii = 256loop/4; ii < (256loop+block_start + offset_into_block + count - dst)/4; ii++)

{

QSPI->DR = buffer[ii];

}

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

dst += block_start + offset_into_block + count – dst；

}

else

{

QSPI_StructInitenable();

QSPI_WriteEnable();

QSPI_PageProgram();

QSPI_SetAddr(dst);

QSPI_SetDataLength(256-(dst%256));

for (ii = 0; ii < (256-(dst%256))/4; ii++)

{

QSPI->DR = buffer[ii];

}

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

dst += 256-(dst%256);

while (num > 256)

{

QSPI_StructInitenable();

QSPI_WriteEnable();

QSPI_PageProgram();

QSPI_SetAddr(dst);

QSPI_SetDataLength(256-1);

for (ii = 0; ii < 64; ii++)

{

QSPI->DR = buffer[ii];

}

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

dst += 256;

num -= 256;

}

QSPI_StructInitenable();

QSPI_WriteEnable();

QSPI_PageProgram();

QSPI_SetAddr(dst);

QSPI_SetDataLength(block_start + offset_into_block + count - dst -1);

for (ii = 0; ii < (block_start + offset_into_block + count - dst)/4; ii++)

{

QSPI->DR = buffer[ii];

}

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

dst += block_start + offset_into_block + count - dst;

}

QSPI_WriteDisable();

while ( (QSPI_GetFlagStatus(QSPI_FLAG_BUSY) == 1));

QSPI_ReadFlash(block_start,PROGRAME_SIZE,QSPI_BUFFER);

return 0; //RESULT_OK

}

第1至13行定義了函數(shù)參數(shù)并計算目標地址，同時檢查地址是否4字節(jié)對齊，若未對齊則報錯返回。第14行對QSPI控制器進行復位。第15至48行處理目標地址256字節(jié)對齊的情況：第16至35行循環(huán)寫入完整的256字節(jié)數(shù)據(jù)頁，每次寫入前初始化硬件、設置數(shù)據(jù)長度、使能寫入、發(fā)送頁編程命令并設置地址，隨后通過循環(huán)寫入64個32位數(shù)據(jù)，等待操作完成后更新地址和剩余計數(shù)；第36至47行處理剩余不足256字節(jié)的數(shù)據(jù)尾部，采用類似的流程但數(shù)據(jù)長度根據(jù)剩余量動態(tài)計算。第49至88行處理目標地址未256字節(jié)對齊的情況：第51至60行先寫入從起始地址到下一個256字節(jié)邊界的首部數(shù)據(jù)片段；第61至75行循環(huán)寫入后續(xù)完整的256字節(jié)頁；第76至87行處理最后的尾部數(shù)據(jù)。

5、下板驗證

準備寫入1024個數(shù)，0-0x3FF，共4K，從0地址開始，觀察打印信息

審核編輯 黃宇