注：本文是作者以前發(fā)表在其個人博客，現(xiàn)在發(fā)布到“聚豐開發(fā)”專欄

開發(fā)電子產(chǎn)品時，常常需要斷電后保存某些數(shù)據(jù)，這就需要使用 FLASH或EEPROM芯片，這兩種芯片，可擦除的次數(shù)是有限制的，通常FLASH為10萬次，EEPROM要多一點，為100萬甚至1000萬次。 FLASH的擦除不能單個字節(jié)進行，有一個最小單位，存儲容量相對比較大，適合大量數(shù)據(jù)的存儲；EEPROM可以單個字節(jié)進行擦除，存儲容量不大，只適合存儲少量的設(shè)置數(shù)據(jù)。

先以FLASH和EEPROM需要寫入一個字節(jié)為例來說明新數(shù)據(jù)是如何寫入的。假定都是在首地址要寫入新數(shù)據(jù)0x55。不管是FLASH還是EEPROM。 對于FLASH，寫操作只能將數(shù)據(jù)位從1改寫為0，如果想要將數(shù)據(jù)位從0改為1，就需要進行擦除操作，而且這個擦除最小單位是page（可能是256字節(jié)或更多）。

現(xiàn)在要在首地址寫入0x55，穩(wěn)妥的方法是先擦除這個地方，也就是要擦除第一個page，擦除操作會一并將首地址后面的另外255個字節(jié)也擦除掉，如果這255個字節(jié)保存有其它數(shù)據(jù)，還需要把這些數(shù)據(jù)先進行備份，擦除第一個page后再將0x55和備份的255個字節(jié)寫進去。也不是必須擦除第一個page，寫操作可以完成數(shù)據(jù)位1到0的轉(zhuǎn)變，利用這一特性結(jié)合首地址原來的內(nèi)容，我們就有可能不用進行擦除操作，比如原來內(nèi)容為0xFF，顯然可以直接寫入0x55，原內(nèi)容為0xF5，同樣也可以寫入0x55，但如果原內(nèi)容為0xAA，執(zhí)行寫0x55則會得到完全錯誤的結(jié)果，寫完后內(nèi)容依然為 0x00，因為對于0x55所有需要保持為1的位數(shù)據(jù)0xAA都是0，寫0x55會把0xAA為1的位全清0，原來為0的位不會改變。

對于EEPROM，寫操作既可以將數(shù)據(jù)位從1改寫為0，也可以將數(shù)據(jù)位從0改寫為1，不需要進行單獨的擦除操作，要寫0x55直接將0x55寫到首地址，不管原來內(nèi)容為什么，完成寫操作后內(nèi)容都是0x55。

一開始我們說了FLASH和EEPROM都有可擦除的最大次數(shù)（EEPROM實際上沒有擦除操作），雖然這個數(shù)字看著不小，但對于程序來說并不大，比如EEPROM為10萬次，如果我們以每秒一次的間隔依次寫入0xFF和0x00，則只能維持 100000/3600=27.78小時，也就是一天多就可以超出其最大壽命次數(shù)，不能再可靠寫入所需的內(nèi)容。

這種可寫入的最大次數(shù)是芯片的特性決定的，我們無法改變，所以在使用這些芯片時，我們應(yīng)充分考慮最大寫入次數(shù)這一參數(shù)，要確保產(chǎn)品在實際工作中不超過這一參數(shù)。實際上許多時候只要程序做出針對性處理，有可能讓產(chǎn)品的最大寫入次數(shù)超過芯片的壽命，還是以EEPROM來做說明。

假定現(xiàn)在有一個產(chǎn)品，需要保存一些參數(shù)，參數(shù)的個數(shù)并不多，總共為10個字節(jié)，用EEPROM來保存就可以滿足需求，我們選用了容量為256字節(jié)的 EEPROM，如果我們不做過多考慮，很有可能就是直接將這10個字節(jié)從EEPROM的首地址開始保存，每次改寫也是直接修改這部分內(nèi)容，這樣我們最多可以保存參數(shù)10萬次。只要我們做一點簡單處理，就可以將保存參數(shù)的次數(shù)成倍增加，來看看我們應(yīng)該如何實現(xiàn)。

直接保存的最簡方法：

地址 0x00 0x01 0x02 ... 0x09

內(nèi)容 data1 data2 data3 ... data10

改進的保存方法:

處理方法是將256字節(jié)按16字節(jié)大小分成16等份，按后面格式存儲參數(shù)

地址 0x10*n +0x00 +0x01 +0x02 ... +0x09 +0x0A +0x0B +0x0C +0x0D +0x0E +0x0F

內(nèi)容 flag data1 data2 ... data9 data10 保留1 保留2 保留3 保留4 check_sum

check_sum=(flag+data1+data2+...+data10+保留1+...+保留4 )&0xFF

flag為0xA5表示當(dāng)前16個字節(jié)為正在使用的記錄，為其它值表示當(dāng)前16字節(jié)已經(jīng)丟棄。

讀取參數(shù)的時候先從地址0x10*n+0x00讀flag，如果為0xA5表明當(dāng)前記錄為正在使用中，讀出全部內(nèi)容，并按前面公式進行校驗，如果校驗出錯，則當(dāng)前參數(shù)不可靠，直接使用默認參數(shù)，并將當(dāng)前區(qū)域的flag改寫為0，同時在地址0x10*(n+1)位置開始將默認參數(shù)寫入，地址0x10* (n+1)寫入內(nèi)容為0xA5。如果所有區(qū)域都沒有發(fā)現(xiàn)有效記錄，在地址0寫入默認參數(shù)。

每次需要更改參數(shù)設(shè)定時，先將當(dāng)前記錄位置的flag改為0，然后再下一條記錄位置寫入新的參數(shù)，這個順序可以做出適當(dāng)改進，比如對寫入時斷電等意外情況做出考慮，從而得到更可靠的寫入結(jié)果，不過就按此方法也都可以滿足應(yīng)用需求。

再來對比一下兩種方法，最簡方法只能保存10萬次，改進的方法理論上增加了16倍，達到160萬次，如果預(yù)估最簡方法產(chǎn)品是3年內(nèi)絕對不會出錯，現(xiàn)在就增加到了48年，一個電子產(chǎn)品使用超過3年還是有可能，但用48年的可能性就非常之小，可以視同為0。對于FLASH芯片也是同樣道理，這里就不重復(fù)舉例說明，在應(yīng)用中也應(yīng)該做出同樣的處理。