《APM32芯得》系列內(nèi)容為用戶使用APM32系列產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，均轉(zhuǎn)載自21ic論壇極海半導(dǎo)體專區(qū)，全文未作任何修改，未經(jīng)原文作者授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。

1. QSPI XIP 是個(gè)啥？？

? QSPI（Quad SPI）和普通 SPI 的主要區(qū)別在于：

– 數(shù)據(jù)線從原本的 MOSI/MISO 升級(jí)為 IO0~IO3 四線，速度噌噌往上飆。傳統(tǒng)SPI通信與QSPI通信對(duì)比圖：

– 控制器提供指令、地址階段的自動(dòng)管理以及內(nèi)存映射模式，更加“省心”。

? XIP (eXecute In Place) 就是 QSPI 內(nèi)存映射的“王牌功能”。

– 傳統(tǒng) SPI：讀寫外部 Flash 時(shí)，每次都要軟件發(fā)送指令、配置地址。煩！

– QSPI + XIP：把外部 Flash 直接映射到 MCU 地址空間，讀數(shù)據(jù)就像讀內(nèi)存一樣簡(jiǎn)單。

讀取外部flash時(shí)，使用不同形式讀取示意：

2.板載 W25Q16JV 外部 Flash

APM32F427 Tiny 板子上放了 W25Q16JV (16Mbit 容量)，支持 Quad I/O、Fast Read 等多種讀指令。只要采用正確的指令碼、地址模式和 Dummy Cycle，就能高速訪問它。

3.驅(qū)動(dòng)QSPI XIP內(nèi)存映射流程（代碼示例）

下面這部分源自APM32F4xx_DAL_SDK_V1.3.0中的示例工程，并基于“QSPI_ReadWrite”例程進(jìn)行修改，演示如何實(shí)現(xiàn)W25Q16JV的擦除、寫入、讀取，以及如何進(jìn)入XIP內(nèi)存映射模式。

3.1 基礎(chǔ)讀寫操作

還沒上 XIP，就先測(cè)試基本的擦寫流程，保證外部 Flash 的讀寫通路 OK。大致就幾步：

1. 擦除指定扇區(qū)。

2. 寫入測(cè)試數(shù)據(jù)。

3. 再回讀來對(duì)比。

4. Check 成功則萬事俱備。

示例代碼片段如下：

/* Erase sector */

FLASH_EraseSector(0);

LOG_Print("FLASH_EraseSector (Sector 0 erased). ");

LOG_Print("Data read from offset 0 via QSPI. Dump rxBuffer: ");

FLASH_ReadData(0, rxBuffer, BUFFER_SIZE);

PrintArray32((uint32_t *)rxBuffer, BUFFER_SIZE / sizeof(uint32_t));

/* Write data */

FLASH_WriteData(0, txBuffer, BUFFER_SIZE);

LOG_Print("Data written to offset 0 via QSPI. Dump txBuffer: ");

PrintArray32((uint32_t *)txBuffer, BUFFER_SIZE / sizeof(uint32_t));

/* Read data */

FLASH_ReadData(0, rxBuffer, BUFFER_SIZE);

LOG_Print("Data read from offset 0 via QSPI. Dump rxBuffer: ");

PrintArray32((uint32_t *)rxBuffer, BUFFER_SIZE / sizeof(uint32_t));

/* Compare data */

if (BufferCmp((uint8_t*)txBuffer, (uint8_t*)rxBuffer, BUFFER_SIZE) != true)

{

BOARD_LED_On(LED3);

LOG_Print("Data compare failed! Error_Handler. ");

Error_Handler();

}

LOG_Print("Data compare success! ");

3.2 一鍵切換 XIP 模式

基礎(chǔ)讀寫沒問題后，就可以開啟 XIP。只需在 main.c 調(diào)用一個(gè) FLASH_EnterXIPMode() 函數(shù)，它的核心是利用 QSPI 控制器的 MemoryMapped 功能：

void FLASH_EnterXIPMode(void)

{

QSPI_XIPTypeDef xipConfig = {0};

// 1) Instruction code: 0xEB (Quad I/O Fast Read)

xipConfig.Instruction = 0xEB;

// 2) WrapCode: if not using wrap, set 0

xipConfig.WrapCode = 0x00;

// 3) Address size: 24 bits, suitable for W25Q16JV

xipConfig.AddressSize = QSPI_XIP_ADDRESS_SIZE_24_BITS;

// 4) InstructionMode: how instruction and address are transmitted

// e.g. QSPI_XIP_INSTRUCTION_STANDARD_INS_ADDR, QSPI_XIP_INSTRUCTION_FRF_INS_ADDR

xipConfig.InstructionMode = QSPI_XIP_INSTRUCTION_STANDARD_INS;

// 5) Instruction bit length

xipConfig.InstructionSize = QSPI_XIP_INSTRUCTION_SIZE_8_BITS;

// 6) FrameFormat: QUAD

xipConfig.FrameFormat = QSPI_XIP_FRAME_FORMAT_QUAD;

// 7) DummyCycles: typically 6~10 cycles for 0xEB in W25Q16JV

xipConfig.DummyCycles = 6;

// 8) Endianness: little-endian

xipConfig.Endianness = QSPI_XIP_MEM_ACCESS_FORMAT_LITTLE_ENDIAN;

// 9) ContinuousMode / PrefetchMode

// For higher performance, can enable them if needed

xipConfig.ContinuousMode = ENABLE;

xipConfig.PrefetchMode = ENABLE;

// Enable chip select, then call the library function to enter memory-mapped mode

FLASH_ChipSelect(ENABLE);

if (DAL_QSPIEx_MemoryMapped(&hqspi, &xipConfig) != DAL_OK)

{

Error_Handler();

}

}

代碼中的配置要點(diǎn)主要是根據(jù)連接的SPI flash參數(shù)所決定的：

如圖所示我們需要使用的模式是

1.Fast Read Quad I/O：0xEB

2.地址是24Bit

等這個(gè)函數(shù)執(zhí)行完，W25Q16JV 就“掛”在了地址 0x90000000。此后，對(duì)該地址的訪問會(huì)自動(dòng)觸發(fā) READ 指令+地址+數(shù)據(jù)返回，無需編寫更多指令/地址邏輯?？梢韵襁@樣驗(yàn)證：

FLASH_EnterXIPMode();

LOG_Print("XIP mode enabled. External flash is mapped at 0x90000000. ");

PrintArray32((uint32_t *)0x90000000, BUFFER_SIZE / sizeof(uint32_t));

只要打印出的數(shù)據(jù)和之前寫進(jìn)去的一樣，就說明XIP成功啦！

4.如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷XIP是否成功

1. 串口日志：read(0x90000000) 與原始寫入數(shù)據(jù)完全吻合，妥妥的 XIP。

2. 調(diào)試器內(nèi)存窗口（如 MDK、IAR）：直接查看 0x90000000 區(qū)域，看到和 Flash 中相同的內(nèi)容，毫無違和感。

總結(jié)

APM32F427 通過 QSPI XIP，讓外部 Flash 使用體驗(yàn)大幅提升：

– 免去頻繁發(fā)送指令、設(shè)置地址的煩惱；

– 連續(xù)讀速度快，代碼邏輯簡(jiǎn)單。

當(dāng)然，如果僅用于小數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)，XIP 可能不是必需。但一旦想實(shí)現(xiàn)就地執(zhí)行代碼（Execute In Place）或需要快速讀取遠(yuǎn)超內(nèi)部容量的數(shù)據(jù)，XIP 就能讓項(xiàng)目如虎添翼。

注：文章作者在原帖中提供了代碼文件，有需要請(qǐng)至原文21ic論壇

原文地址：https://bbs.21ic.com/icview-3496231-1-1.html?_dsign=206adb5a

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