前言
EEPROM （电可擦除可编程只读存储器）通常用于工业应用领域，用于存储可更新数据。
4 a7 r  d; T& n" K1 s1 o( R2 \9 O! w+ _EEPROM 是一种用于复杂系统 （如计算机）和其他电子设备的永久性 （非易失的）存储系统，用于在断电时存储和保留少量数据。
为了降低成本，外部 EEPROM 可以用 STM32F2xx 产品所具有的下述特性之一代替：
● 片上 4 KB 备份 SRAM
● 片上 Flash，并采用专门软件算法
STM32F2xx 具有 4 KB 的备份 SRAM，当主要的 VDD 电源断电时，该 SRAM 可由 VBAT 电源供电。
当有 VBAT （通常在电池供电应用中）时该备份 SRAM 可作为内部 EEPROM （无任何额外软件）使用，并具有以 CPU 频率进行高速存取的优势。
( {' ]) M* \- k* x6 {5 L- q- I而当备份 SRAM 另作他用且 / 或该应用不用 VBAT 供电时，片上 Flash（采用专门软件算法）可以用于模拟 EEPROM 存储器使用。
. V" @* E* Q0 ^, w3 g/ x本应用笔记对通过利用 STM32F2xx 产品的片上 Flash 模拟 EEPROM 机制来代替独立EEPROM 的软件方案进行了说明。
至少使用两个 Flash 扇区才能实现该模拟。 EEPROM 模拟代码在两个扇区 （当它们被填充时）之间交换数据，这在某种程度上是对用户透明的。
本应用笔记所提供的 EEPROM 模拟驱动器满足以下要求：
● 轻量级实现，具有一个简单的包含了三个函数 （用于初始化、读数据和写数据）的API，并减少了封装。
9 B: U0 @8 t- `& s  E● 简单易用的可更新代码模型
● 清理和内部数据管理对用户透明
● 后台扇区擦除
! ]. x1 `' ]* f1 f● 至少要使用两个 Flash 扇区，对于损耗均衡则需要使用更多 （Flash 扇区）
5 y' F& O! P& w) Q, l" O模拟 EEPROM 的大小是弹性可变的，它受扇区大小的限制和约束，并需考虑最大 EEPROM空间大小。

1 外部 EEPROM 和模拟 EEPROM 之间的主要区别
EEPROM 是许多嵌入式应用（需要能够进行非易失性数据存储，且运行时间内以字节或字的颗粒度进行更新）的关键元件。
  {  z# W/ N4 }3 q! e2 m( D用于这些系统的微控制器通常基于嵌入式 Flash。为了减少所用元件、节省 PCB 空间、降低系统成本，可以用 STM32F2xx Flash 代替外部 EEPROM 来进行同步编码和数据存储。
0 |3 P) ^; F, X6 G与 Flash 不同，数据可被重写前，外部 EEPROM 不需要擦除操作来释放空间。需要专门的软件管理来将数据存入嵌入式 Flash。
仿真软件方案取决于多种因素，包括 EEPROM 可靠性、所用 Flash 结构和产品需求。嵌入式 Flash 和外部串行 EEPROM 之间的主要区别对于任何使用同样 Flash 技术的微控制器（并非针对 STM32F2xx 系列产品）都是相同的。主要区别概括如表 1。


9 z0 X. P: e* W$ _9 d- |3 S
$ x5 z' p, [' F7 L" t$ M8 t! U/ F8 c
7 s7 k, X# M# p8 F/ l

1.1 写访问时间的不同
4 ^! J2 }$ p& D5 G由于 Flash 的写访问时间更短，重要参数可以更快地存入模拟 EEPROM （比外部串行EEPROM 更快），因此能够提高数据存储能力。

1.2 擦除时间的不同
1 q' b" c$ x6 u+ P- l擦除时间的不同是独立 EEPROM 和使用嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM 之间的另一个重要区别。与 Flash 不同，在向其写入数据前，EEPROM 不需要擦除操作来释放空间。这意味着需要某种形式的软件管理来将数据存入 Flash。此外，由于 Flash 中的块擦除过程不需要花费很多时间，因此设计 Flash 管理软件时，应当考虑断电和其他可能中断擦除过程的伪事件 （例如复位）。为了设计出稳健的 Flash 管理软件，有必要彻底了解 Flash 擦除过程。
注： CPU 复位过程中， STM32F2xx 嵌入式 Flash 上正在进行的扇区擦除或批量擦除操作不会被中断。

: {  w* W- ]3 T! C1.3 写方式的相似之处
外部 EEPROM 和采用 STM32F2xx 嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM 之间的相同点之一是其写方式。
● 独立外部 EEPROM：由 CPU 启动时，全字写操作不会被 CPU 复位而中断。只有电源故障会中断该写过程，因此适当地按大小排列去耦电容可以保护独立 EEPROM 中的完整写过程。
● 利用嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM：由 CPU 启动时，写过程可被电源故障中断。CPU 复位过程中， STM32F2xx 嵌入式 Flash 上正在进行的全字写操作不会被中断。 EEPROM算法停止，但是当前的 Flash 全字写操作不会被 CPU 复位中断。

2 实现 EEPROM 模拟
2.1 原理
考虑到 Flash 限制和产品需求，存在多种方式实现 EEPROM 模拟。下面所描述的方式需要至少两个同样大小的 Flash 扇区 （分配给非易失性数据）：一个扇区首先被擦除，并提供逐字节的编程；当前扇区需要被回收时，另一个扇区准备好接收 （该扇区）。占据了每个扇区第一个半字 （16 位）的头字段标志了该扇区状态。将每个扇区作为一个存储页，在本文档下述部分中称作 Page0 和 Page1。
头字段位于每页的基址，提供了该存储页的状态信息。
每页有三个可能状态：
: g3 A, y5 E; p) U● ERASED：该页为空。
3 }0 K+ j% {% D6 A+ w9 T+ G● RECEIVE_DATA：该页正在从其他满页中接收数据。
5 ~: O' L* p. i) x● VALID_PAGE：该页容纳有效数据，直到所有有效数据传输到被擦除页，这个状态才会变化。
图 1 显示了页状态是如何变化的。
' b! C/ s6 ]. {2 J% U$ |  C



. T- a+ ^; N" |

通常，使用这种方式时，用户不必提前知道变量更新频率。
. w; z% ?4 g- e% T& a+ L- r+ d. E本文档中所描述的软件和实现使用了两个 16 KB 的 Flash 扇区 （扇区 2 和扇区 3）来模拟EEPROM。
注： 选择扇区 2 和扇区 3 是由于这两个扇区相比于 STM32F2xx Flash 的其他扇区来说空间较小（STM32F2xx Flash 的主要内存块在表 3: STM32F2xx Flash 扇区中有单独描述）。根据应用和用户需要，也可以使用大的扇区。
+ r6 ~- l6 u" P; k% a

2 ?8 b! p. j* S# H. g
每个可变参数通过虚拟地址和要被存入 Flash 的值来定义，以便随后检索或更新 （在所实现的软件中虚拟地址和数据都是长 16 位）。当数据被修改时，关联到先前虚拟地址的修改数据会被存入新的 Flash 位置。数据检索返回最新的数据值。

* H5 g4 s4 P/ d$ C+ T% J
7 h2 H4 f$ b5 M9 n. c

2.2 用例：应用实例
下面的例子显示了三个采用如下虚拟地址的 EEPROM 变量 （Var1、 Var2 和 Var3）的软件管理：
Var1 虚拟地址 5555h
/ U) w* w8 x3 H* BVar2 虚拟地址 6666h
, b( r9 [( ~. s& z+ I/ nVar3 虚拟地址 7777h



完整版请查看：附件



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