好的,我们来逐个解答你在 PSoC™ 4100S 数据手册中关于 Flash 操作的疑问:
Tbulkerase 时间是全片擦除的时间么?
- 是的。 在 PSoC 4100S 数据手册中,
Tbulkerase 通常就代表了 Bulk Erase Time,即对整个 Flash 阵列进行擦除所需的时间。
- 这个操作会将整个 Flash(包括所有用户存储区和 SFLASH/NVL 区域,除非有特定保护机制阻止部分区域)的内容置为
0xFF(擦除状态)。
- 因此,手册标明的
Tbulkerase 最大时间(例如 240 ms)就是指完整擦除整个芯片 Flash 内容可能花费的最大时间。实际时间通常接近这个值或在某些条件下稍短一些。
Tdevprog 的 7 秒是如何计算的?
Tdevprog 代表 "Device Program Time"。 这个参数指的是在一个特定测试条件下,将整个(典型的)空白/擦除状态的 Flash 阵列编程为特定的数据模式(通常是 0x00)所需的最大时间。
- 计算依据:
- 分步操作: Flash 编程是按“行”进行的(PSoC 4100S 的 Flash 行大小通常为 128 字节或 256 字节,具体看你的型号)。编程一个 Flash 行(
Tprog)本身需要的时间(例如典型 24 ms)是主要部分。
- 擦除后的行写入上限: 数据手册中一个关键说明是:“After the bulk erase of the Flash array, each row can be written a maximum of 64 times.” (擦除 Flash 阵列后,每一行最多可以写入 64 次)。这意味着,在
Tdevprog 的定义场景中,测试是对每个 Flash 行连续写入 64 次。
- 包含所有开销:
Tdevprog 的时间不仅仅是所有行的 Tprog × 64 × 行数。它还包括了:
- 准备时间: 启动编程操作前的各种设置。
- 写入周期时间: 每次发送数据、启动编程命令的实际接口操作时间。
- 验证时间: 每次编程操作(特别是多次写入同一行时)后,芯片内部可能需要进行验证以确保数据正确写入(这部分时间在规格中不容易分离出来,但包含在
Tdevprog 内)。
- 安全余量: 为了保证在最坏情况下(电压、温度波动,器件制造偏差)也能完成操作,会加上很大的余量。7 秒是对整个 Flash 空间(假设例如 128KB = 1024 行)进行 1024 × 64 次写入和验证操作所需的最坏情况时间估算,包含了所有的协议开销、硬件操作时间和保守的设计余量。
- 实际应用场景的区别: 请注意:这与你正常使用芯片时的编程时间完全不同。在正常的固件烧录过程中:
- 你通常只在空的位置(
0xFF)写入一次数据(0x00或0x01等,将位从 1 翻转为 0)。只要写入的数据不超过该行的“最大写入次数”(通常是 64 次),一次写入即可完成。
- 烧录工具(如 Miniprog3, PSoC Programmer)会以更高效的方式(一次编程一行数据,写入一次),实际烧录时间比
Tdevprog 小很多倍。对于 128KB Flash,全片烧录可能只需要几百毫秒到一两秒。
- 总结:
Tdevprog = (Flash 总行数) × (每行最大写入次数 64) × (每次写入操作的时间估算 Tprog) + (所有行内、行间操作的开销:启动、数据传输、验证等) + (设计裕量) = 7 秒(最大)
64KB 产品,最快的烧写速度是否有限制?手册上只写出了最大时间。
- 是的,有物理上的最小时间限制。 手册给出的是 最大值 (
max),用于保证在最坏情况下也能完成操作。实际操作(在良好环境下)可以显著快于这个最大值,但不可能无限快。
- 限制因素(决定“最快”的速度):
- Flash 单元的物理特性: Flash 存储单元在写入(编程)过程中需要施加足够长时间、足够高电压的脉冲才能可靠地将浮栅上的电子隧道注入或F-N隧穿出去。这个时间是由硅工艺本身决定的。PSoC 4100S 中的
Tprog(Flash 行编程时间)的最小值 (min) 虽然没有直接在手册用户参数的“Flash 时序”表中列出,但通常会给出一个典型值 (typ) (例如 24 ms)。这个典型值接近实际的最小可能编程时间。芯片内部控制器完成一次行编程所需的最小时间 (tprog_min) 就是硬性限制。你不能要求它快于这个时间。
- 接口速度 (SWD / I2C): 实际的烧录速度还受限于你使用的编程接口(通常是 SWD)的速度:
- 数据手册的 SWD 时序规格: 手册会规定 SWD 接口支持的最大时钟频率 (例如
fsys_max,可能是 24 MHz 或更高)。
- 烧录工具的时钟速度: 你使用的烧录器(如 MiniProg3)和主机软件(PSoC Creator/PSoC Programmer)配置的 SWD 时钟频率(例如 12 MHz, 16 MHz, 24 MHz)决定了数据传输率。
- 命令和数据传输开销: 除了 Flash 编程本身的时间
Tprog,烧录过程还需要通过 SWD 接口发送命令、地址和数据。更快的 SWD 时钟可以减少这部分开销,但编程单元本身的物理时间 Tprog 是固定开销,无法通过接口加速。
- 工具链效率: PSoC Programmer/Creator 等工具的算法效率也会影响整体烧录时间(例如如何组织写入顺序)。
- 如何估算最快的实际烧录时间 (64KB):
- 假设:
- Flash 大小 = 64 KB = 65536 字节
- Flash 行大小 (常见为128或256字节, 以 128 字节为例): 65536 / 128 = 512 行
- Flash 行最小编程时间
Tprog_min (根据手册的 typ 值或工程经验估算, 例如 20ms)
- SWD 接口烧录速率非常高, 可以忽略传输开销(理想情况)
- 计算最小理论时间 (不含传输):
512 行 × 20 ms/行 ≈ 10, 240 ms = 10.24 秒
- 考虑传输开销 (现实情况):
- 写入一行数据(128字节)所需的SWD命令包、地址、数据量不小。
- 在高速 SWD 下(如 24 MHz),128 字节传输本身大约需要几百 μs 到 1 ms 级别,相比于 20ms 的
Tprog 不算主导,但会累积增加时间。假设平均每行额外消耗 1 ms 用于传输和命令处理。
- 更实际的最小时间估算:
512 行 × (Tprog_min(20ms) + SWD Overhead per row(1ms)) ≈ 512 × 21ms ≈ 10, 752 ms = ~10.75 秒
- 对比手册最大值: 手册对同样大小(假设相同行数和行编程
max时间)给出的 Tprog max 时间(比如 50ms),再加上传输开销估算值(按 max 开销算),其最大值 Tdevprog 会远大于你计算的最小值 (10.75s),这就是手册给出 7 秒或更大值的原因(注意:7s是针对一种特定测试场景,不是直接对应实际固件烧录)。实际固件烧录时间可能落在例如 5-15 秒(对于64KB)的范围内,具体取决于前述因素。
总结:
Tbulkerase = 全片擦除最大时间 (~240ms)。
Tdevprog (7s) = 特定最坏情况测试场景(所有行擦除后各连续编程64次)所需的最大时间估算值。
- 最快烧写速度: 虽然手册只标最大值,但最快速度受 Flash 单元物理编程时间 (
Tprog min) 和 SWD 接口速度 限制。实际正常烧录(非Tdevprog测试)一个64KB芯片的最快时间估计在几秒到十几秒量级(主要受最小行编程时间约束),远低于Tdevprog的7秒标注(这是完全不同场景下的测试时间),但无法达到ms级。要提高量产烧录速度,优先选择高速烧录器(如 Miniprog4 代替 Miniprog3)并配置尽可能高的 SWD 时钟速率。
好的,我们来逐个解答你在 PSoC™ 4100S 数据手册中关于 Flash 操作的疑问:
Tbulkerase 时间是全片擦除的时间么?
- 是的。 在 PSoC 4100S 数据手册中,
Tbulkerase 通常就代表了 Bulk Erase Time,即对整个 Flash 阵列进行擦除所需的时间。
- 这个操作会将整个 Flash(包括所有用户存储区和 SFLASH/NVL 区域,除非有特定保护机制阻止部分区域)的内容置为
0xFF(擦除状态)。
- 因此,手册标明的
Tbulkerase 最大时间(例如 240 ms)就是指完整擦除整个芯片 Flash 内容可能花费的最大时间。实际时间通常接近这个值或在某些条件下稍短一些。
Tdevprog 的 7 秒是如何计算的?
Tdevprog 代表 "Device Program Time"。 这个参数指的是在一个特定测试条件下,将整个(典型的)空白/擦除状态的 Flash 阵列编程为特定的数据模式(通常是 0x00)所需的最大时间。
- 计算依据:
- 分步操作: Flash 编程是按“行”进行的(PSoC 4100S 的 Flash 行大小通常为 128 字节或 256 字节,具体看你的型号)。编程一个 Flash 行(
Tprog)本身需要的时间(例如典型 24 ms)是主要部分。
- 擦除后的行写入上限: 数据手册中一个关键说明是:“After the bulk erase of the Flash array, each row can be written a maximum of 64 times.” (擦除 Flash 阵列后,每一行最多可以写入 64 次)。这意味着,在
Tdevprog 的定义场景中,测试是对每个 Flash 行连续写入 64 次。
- 包含所有开销:
Tdevprog 的时间不仅仅是所有行的 Tprog × 64 × 行数。它还包括了:
- 准备时间: 启动编程操作前的各种设置。
- 写入周期时间: 每次发送数据、启动编程命令的实际接口操作时间。
- 验证时间: 每次编程操作(特别是多次写入同一行时)后,芯片内部可能需要进行验证以确保数据正确写入(这部分时间在规格中不容易分离出来,但包含在
Tdevprog 内)。
- 安全余量: 为了保证在最坏情况下(电压、温度波动,器件制造偏差)也能完成操作,会加上很大的余量。7 秒是对整个 Flash 空间(假设例如 128KB = 1024 行)进行 1024 × 64 次写入和验证操作所需的最坏情况时间估算,包含了所有的协议开销、硬件操作时间和保守的设计余量。
- 实际应用场景的区别: 请注意:这与你正常使用芯片时的编程时间完全不同。在正常的固件烧录过程中:
- 你通常只在空的位置(
0xFF)写入一次数据(0x00或0x01等,将位从 1 翻转为 0)。只要写入的数据不超过该行的“最大写入次数”(通常是 64 次),一次写入即可完成。
- 烧录工具(如 Miniprog3, PSoC Programmer)会以更高效的方式(一次编程一行数据,写入一次),实际烧录时间比
Tdevprog 小很多倍。对于 128KB Flash,全片烧录可能只需要几百毫秒到一两秒。
- 总结:
Tdevprog = (Flash 总行数) × (每行最大写入次数 64) × (每次写入操作的时间估算 Tprog) + (所有行内、行间操作的开销:启动、数据传输、验证等) + (设计裕量) = 7 秒(最大)
64KB 产品,最快的烧写速度是否有限制?手册上只写出了最大时间。
- 是的,有物理上的最小时间限制。 手册给出的是 最大值 (
max),用于保证在最坏情况下也能完成操作。实际操作(在良好环境下)可以显著快于这个最大值,但不可能无限快。
- 限制因素(决定“最快”的速度):
- Flash 单元的物理特性: Flash 存储单元在写入(编程)过程中需要施加足够长时间、足够高电压的脉冲才能可靠地将浮栅上的电子隧道注入或F-N隧穿出去。这个时间是由硅工艺本身决定的。PSoC 4100S 中的
Tprog(Flash 行编程时间)的最小值 (min) 虽然没有直接在手册用户参数的“Flash 时序”表中列出,但通常会给出一个典型值 (typ) (例如 24 ms)。这个典型值接近实际的最小可能编程时间。芯片内部控制器完成一次行编程所需的最小时间 (tprog_min) 就是硬性限制。你不能要求它快于这个时间。
- 接口速度 (SWD / I2C): 实际的烧录速度还受限于你使用的编程接口(通常是 SWD)的速度:
- 数据手册的 SWD 时序规格: 手册会规定 SWD 接口支持的最大时钟频率 (例如
fsys_max,可能是 24 MHz 或更高)。
- 烧录工具的时钟速度: 你使用的烧录器(如 MiniProg3)和主机软件(PSoC Creator/PSoC Programmer)配置的 SWD 时钟频率(例如 12 MHz, 16 MHz, 24 MHz)决定了数据传输率。
- 命令和数据传输开销: 除了 Flash 编程本身的时间
Tprog,烧录过程还需要通过 SWD 接口发送命令、地址和数据。更快的 SWD 时钟可以减少这部分开销,但编程单元本身的物理时间 Tprog 是固定开销,无法通过接口加速。
- 工具链效率: PSoC Programmer/Creator 等工具的算法效率也会影响整体烧录时间(例如如何组织写入顺序)。
- 如何估算最快的实际烧录时间 (64KB):
- 假设:
- Flash 大小 = 64 KB = 65536 字节
- Flash 行大小 (常见为128或256字节, 以 128 字节为例): 65536 / 128 = 512 行
- Flash 行最小编程时间
Tprog_min (根据手册的 typ 值或工程经验估算, 例如 20ms)
- SWD 接口烧录速率非常高, 可以忽略传输开销(理想情况)
- 计算最小理论时间 (不含传输):
512 行 × 20 ms/行 ≈ 10, 240 ms = 10.24 秒
- 考虑传输开销 (现实情况):
- 写入一行数据(128字节)所需的SWD命令包、地址、数据量不小。
- 在高速 SWD 下(如 24 MHz),128 字节传输本身大约需要几百 μs 到 1 ms 级别,相比于 20ms 的
Tprog 不算主导,但会累积增加时间。假设平均每行额外消耗 1 ms 用于传输和命令处理。
- 更实际的最小时间估算:
512 行 × (Tprog_min(20ms) + SWD Overhead per row(1ms)) ≈ 512 × 21ms ≈ 10, 752 ms = ~10.75 秒
- 对比手册最大值: 手册对同样大小(假设相同行数和行编程
max时间)给出的 Tprog max 时间(比如 50ms),再加上传输开销估算值(按 max 开销算),其最大值 Tdevprog 会远大于你计算的最小值 (10.75s),这就是手册给出 7 秒或更大值的原因(注意:7s是针对一种特定测试场景,不是直接对应实际固件烧录)。实际固件烧录时间可能落在例如 5-15 秒(对于64KB)的范围内,具体取决于前述因素。
总结:
Tbulkerase = 全片擦除最大时间 (~240ms)。
Tdevprog (7s) = 特定最坏情况测试场景(所有行擦除后各连续编程64次)所需的最大时间估算值。
- 最快烧写速度: 虽然手册只标最大值,但最快速度受 Flash 单元物理编程时间 (
Tprog min) 和 SWD 接口速度 限制。实际正常烧录(非Tdevprog测试)一个64KB芯片的最快时间估计在几秒到十几秒量级(主要受最小行编程时间约束),远低于Tdevprog的7秒标注(这是完全不同场景下的测试时间),但无法达到ms级。要提高量产烧录速度,优先选择高速烧录器(如 Miniprog4 代替 Miniprog3)并配置尽可能高的 SWD 时钟速率。
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