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【例程讲解】C90TFS_FTFx KL25 flash例程讲解

本文以测试平台TWR-KL25Z48M为例，集合C90TFS驱动中的demo_normal工程具体讲解如何使用C90TFS flash驱动实现kinetis 芯片的flash操作。

C90TFS FLASH下载链接：
http://cache.freescale.com/files/32bit/software/C90TFS_FLASH_DRIVER.exe?fromsite=zh-Hans

二，前提准备
      本章节主要讲解C90TFS中，关于KL25的例程工程构成，配置文件情况，要讲解的例程选择以及测试平台的选择等，为后续的详细代码讲解以及验证做一个准备。
1， C90TFS flash KL25例程工程构成
       安装好C90TFS flash之后，可以从如下的路径找到KL25的相关代码。
安装路径Standard Sotfware Driverv101C90TFSDemosbuildMKL25Z128xxx4
可以看到，供有两种编译器的代码，分别为IAR以及CW10.4, CW10.4 的工程可以用CW10.4及其以后的版本打开。IAR的工程可以使用IAR embedded workbench for ARM 6.4.2之后的版本打开。
        打开路径下IAR的工程，可以看到C90TFS具体包含的KL25flash例程情况，如下图：
            图 1 例程情况
从上图中可以看到，一共具有4个例程， 具体例程的功能已经在图中标出。本次例程讲解使用demo_normal例程，旨在让大家熟悉C90TFS flashAPI函数的使用。

2， C90TFS flash例程配置文件情况
       这里以demo_normal 工程为例，讲解配置文件。程序一共有两种运行方式， 分别为从RAM运行，以及从Flash运行。通过配置相应的.icf文件（IAR）或者.ld文件（CW 10.x）实现。
    IAR中，.icf文件可以打开project后在link_file文件夹下找到。
CW中，.ld 文件可以打开project后在project_settings->linker_files文件夹下找到。
这里以CW工程为例讲解，IAR的情况也类似，主要是空间的起始结束地址，以及堆栈分配，中断向量的分配等。
（1）   CW16KB_Ram.ld


图2 ram ld
（2）   CW128KB_Pflash.ld



图3 flash ld
3. 测试平台
CW10.6 以及TWR-KL25Z48M。
选择使用CW10.6，是因为，测试的时候，可以直接看出哪些代码在编译范围内，便于查看代码，如下图：


图4 CW代码查看

三，代码讲解及测试
通过实例的代码讲解即测试，进一步了解flash驱动的API函数使用。
1：KL25的结构体定义
原FLASH_SSD_CONFIG结构体定义：
  1. typedef struct _ssd_config
  2. {
  3. UINT32 ftfxRegBase;
  4. UINT32 PFlashBlockBase;
  5. UINT32 PFlashBlockSize;
  6. UINT32 DFlashBlockBase;
  7. UINT32 DFlashBlockSize;
  8. UINT32 EERAMBlockBase;
  9. UINT32 EEEBlockSize;
  10. BOOL DebugEnable;
  11. PCALLBACK CallBack;
  12. } FLASH_SSD_CONFIG, *PFLASH_SSD_CONFIG;
其中：
ftfxRegBase，UINT32 ， flash模块基地址
PFlashBlockBase ，UINT32，Pflash块的基地址
PFlashBlockSize，UINT32，Pflash块的大小
DFlashBlockBase，UINT32，FlexNVM区中划分为Dflash的基地址。无FlexNVM则无用
DFlashBlockSize，UINT32，FlexNVM区中划分为Dflash的块大小
EERAMBlockBase，UINT32，flexRAM的基地址。
EEEBlockSize，UINT32，EEPROM的大小（flexRAM）中
DebugEnable，BOOL，后台调试模式，TRUE：使能调试模式；FALSE：禁止调试模式
CallBack，函数指针，回调函数用于时间要求高的事件

KL25变量声明：

  1. FLASH_SSD_CONFIG flashSSDConfig=
  2. {
  3.    FTFx_REG_BASE,          /* FTFx controlregister base */
  4.    PFLASH_BLOCK_BASE,      /* base address ofPFlash block */
  5.    PBLOCK_SIZE,            /* size of PFlashblock */
  6.    DEFLASH_BLOCK_BASE,     /* base address ofDFlash block */
  7.    0,                      /* size of DFlashblock */
  8.    EERAM_BLOCK_BASE,       /* base address ofEERAM block */
  9.    0,                      /* size of EEEblock */
  10.    DEBUGENABLE,            /* background debugmode enable bit */
  11.    NULL_CALLBACK           /* pointer to callbackfunction */
  12. };
其中：
FTFx_REG_BASE = 0x40020000
PFLASH_BLOCK_BASE         0x00000000
DEFLASH_BLOCK_BASE        0xFFFFFFFF
PBLOCK_SIZE               0x00020000      /* 128KB size */
EERAM_BLOCK_SIZE          0x00000000   
DEBUGENABLE               0x00
NULL_CALLBACK                   ((PCALLBACK)0xFFFFFFFF)

FTFx_REG_BASE的基地址，可以从用户手册中查看


图5 FTFA基地址
图6 flash大小即地址范围

2， flash初始化
  1. /**************************************************************************
  2.    *                              FlashInit()                                 ***************************************************************************/
  3.    ret = FlashInit(&flashSSDConfig);
  4.    if (FTFx_OK != ret)
  5.    {
  6.        ErrorTrap(ret);
  7. }
初始化API函数，保护清楚错误状态标志位，设置内存的Dflash以及EEPROM大小等情况，由于KL25没有flexNVM以及flexRAM，所以这部分只是设置了Dflash以及EEPROM大小为0.

3，擦除整个flash
  1. ret = FlashEraseAllBlock(&flashSSDConfig, FlashCommandSequence);
  2.    if (FTFx_OK != ret)
  3.    {
  4.        ErrorTrap(ret);
  5. }
查看API函数FlashEraseAllBlock，会发现其实执行的就是flash全片擦除指令

  1. UINT32 FlashEraseAllBlock (PFLASH_SSD_CONFIG pSSDConfig,
  2.                        pFLASHCOMMANDSEQUENCEpFlashCommandSequence)

  4. {
  5.    UINT32 ret;         /* return code variable */
  6.   /*clear RDCOLERR & ACCERR & FPVIOL flag in flash status register. Write 1to clear*/
  7.    REG_WRITE(pSSDConfig->ftfxRegBase +FTFx_SSD_FSTAT_OFFSET,FTFx_SSD_FSTAT_ERROR_BITS);

  9.    /*passing parameter to the command */
  10.    REG_WRITE(pSSDConfig->ftfxRegBase + FTFx_SSD_FCCOB0_OFFSET,FTFx_ERASE_ALL_BLOCK);// FTFx_ERASE_ALL_BLOCK=0x44

  12.    /*calling flash command sequence function to execute the command */

  14.    ret = pFlashCommandSequence(pSSDConfig);

  16.    /*Enter Debug state if enabled */
  17.    if (TRUE ==(pSSDConfig->DebugEnable))
  18.    {
  19.        ENTER_DEBUG_MODE;
  20.    }

  22.    return(ret);
  23. }
命令正如KL25的用户手册规定的一样：


图 7 整片擦除命令
运行之后，可以查看整个flash，会发现就连0X40C，锁的地方0x40c地址也被擦除成0xFF了。


图8 全片擦除查看
4 整片flash验证
  1. for (i = 0; i < 0x2;i ++) /*scan for normal and user margin levels */
  2.    {
  3.        ret = FlashVerifyAllBlock(&flashSSDConfig, i, FlashCommandSequence);
  4.        if (FTFx_OK != ret)
  5.        {
  6.             ErrorTrap(ret);
  7.        }
  8.    }
擦除了整片的FLASH之后，使用FlashVerifyAllBlock检查下整个flash，其实就是read 1s all blocks command,详细描述可以参考器件RM， command 如下：


图 9 读 1S 所有block的flash

5 写入加密位到flash configuration field.
  1. UINT8 unsecure_key[PGM_SIZE_BYTE] = {0xFE,0xFF, 0xFF, 0xFF};  
  2.    /*Program the Security Byte in the Flash Configuration Field to an unsecurevalue */
  3.    ret = FlashProgram(&flashSSDConfig, SECURITY_LOCATION,PGM_SIZE_BYTE, unsecure_key, FlashCommandSequence);
  4.    if (FTFx_OK != ret)
  5.    {
  6.        ErrorTrap(ret);
  7.     }
函数目的就是给0X40C写入0XFE，也就是让之前因为擦除而导致0X40C为锁状态的情况修改为解锁。该函数使用是program longword command.


图 10 长字节编程命令
写之前flash configuration field，加密字节0X40C情况如下：


图11 加密字节写入解锁数据之前


图12 加密字节写入解锁数据之后
可以看到，运行解密代码之后，0X40C已经变为0XFE，也就是芯片处于解锁状态。

6  给0x00-0XFF写入0到256数据
  1. for(i = 0; i < BUFFER_SIZE_BYTE; i++)
  2.    {
  3.        /*Set source buffer */
  4.        buffer = i;
  5.    }

  7.    /*Program to the first location of PFLASH */
  8.    destination = flashSSDConfig.PFlashBlockBase;
  9.    size = BUFFER_SIZE_BYTE;

  11.    ret = FlashProgram(&flashSSDConfig, destination, size,
  12.                                        buffer,FlashCommandSequence);
  13.    if (FTFx_OK != ret)
  14.    {
  15.        ErrorTrap(ret);
  16.     }
和第5条一样，也是使用长字节编程写入的。下面直接给出测试结果：


图13 编程之前


图14 编程之后
代码中，后面的给0XC00到0X1300也是用的同样的方法写程序的。

7 FlashReadResource功能
  1. /**************************************************************************
  2.    *                         FlashReadResource()                            *
  3.    ***************************************************************************/
  4.    /*Read on P-Flash */
  5.     destination =flashSSDConfig.PFlashBlockBase + PFLASH_IFR; /*Start address of Program Once Field */
  6.    ret = FlashReadResource(&flashSSDConfig, destination, DataArray,0x0, FlashCommandSequence);

  8.    if (FTFx_OK != ret)
  9.    {
  10.        ErrorTrap(ret);
  11.     }
该功能是读取IFR中的0XC0开始的四个字节到DataArray[PGM_SIZE_BYTE];
从下面的图可以知道， DataArray的地址是0X20002054.
图15  DataArray地址查看
查看0X20002054的连续四个字节的数据如下：


图16 运行之前DataArray数组数据


图17 运行之后DataArray数组数据
可以知道，读出来的0XC0开始的IFR数据为0XFF。
IFR地址的情况如下，其实0XC0输入一次编程区域。


图18 IFR 地址情况

8  FlashGetSecurityState功能
  1. securityStatus = 0x0;
  2.    ret = FlashGetSecurityState(&flashSSDConfig, &securityStatus);

  4.    if (FTFx_OK != ret)
  5.    {
  6.        ErrorTrap(ret);
  7.     }
其实就是读取FTFA_FSEC加密位到securityStatus,securityStatus=1 未加密， 2 加密，后门秘钥允许，4 加密，后门秘钥禁止。
测试结果securityStatus=1， 即不加密

9 按照sector擦除flash
  1. j = 1;
  2.    destination = flashSSDConfig.PFlashBlockBase;
  3.    while ((destination +BYTE2WORD(j*FTFx_PSECTOR_SIZE)) < (flashSSDConfig.PFlashBlockBase +BYTE2WORD(flashSSDConfig.PFlashBlockSize)))// 0x400<0x20000
  4.    {
  5.        size = j*FTFx_PSECTOR_SIZE;  // j*0x400, j timessectors
  6.        ret = FlashEraseSector(&flashSSDConfig, destination, size,
  7.                                     FlashCommandSequence); // just erased one sector, from 0x00 to 0x3ff
  8.        if (FTFx_OK != ret)
  9.        {
  10.             ErrorTrap(ret);
  11.        }

  13.        /*Verify section for several sector of PFLASH */
  14.        number = FTFx_PSECTOR_SIZE/PRD1SEC_ALIGN_SIZE;
  15.        for(i = 0; i < 0x2; i++)
  16.        {
  17.             ret = FlashVerifySection(&flashSSDConfig,destination, number,
  18.                                             i,FlashCommandSequence);
  19.             if (FTFx_OK != ret)
  20.             {
  21.                 ErrorTrap(ret);
  22.             }
  23.        }
  24.        destination += BYTE2WORD(flashSSDConfig.PFlashBlockSize/PBLOCK_NUM - size); // sector erase,after erased, thenmins it.
  25.        j ++;
  26. }
功能就是擦除0X00到0x3FF，这里以前面字节为例查看结果：

图19 擦之前0x00开始的情况


图20 擦之后0x00开始的情况

10 flash保护代码测试
  1. /**************************************************************************
  2.    *                         PFlashGetProtection()                          *
  3.    ***************************************************************************/
  4.    ret = PFlashGetProtection(&flashSSDConfig, &protectStatus1);
  5.    if (FTFx_OK != ret)
  6.    {
  7.        ErrorTrap(ret);
  8.    }

  10.    /**************************************************************************
  11.    *                         PFlashSetProtection()                          *
  12.    ***************************************************************************/
  13.    protectStatus1 = 0x12ABCDEF;
  14.    ret = PFlashSetProtection(&flashSSDConfig, protectStatus1);
  15.    if (FTFx_OK != ret)
  16.    {
  17.        ErrorTrap(ret);
  18.    }

  20.    /*Call PFlashGetProtection to verify the set step */
  21.    ret = PFlashGetProtection(&flashSSDConfig, &protectStatus1);
  22.    if (FTFx_OK != ret ||0x12ABCDEF != protectStatus1)
  23.    {
  24.        ErrorTrap(ret);
  25. }
Flash保护代码功能测试，上面的代码是首选获取flash的代码保护情况，然后设置flash的保护，最后再获取设置后的flash保护情况。获取和设置，其实都是针对的FTFA_FPROT0到FTFA_FPROT3.
下面为测试结果：


图21 第一次获取flash保护
可以看到，flash没有被保护。


图22 设置保护后再次获取flash保护


图23 设置保护后查看寄存器的保护情况

可以看到，这时候寄存器FTFA_FPROT0到FTFA_FPROT3显示的值是保护的。
但是，这样设置寄存器保护了flash，那么有没有改变到flashconfiguration field呢？毕竟每次reset后，FTFA_FPROT0到FTFA_FPROT3是从flash configuration field调取数据的。


图 24 flashconfiguration field
图 25 flashconfiguration field值
可以看到，虽然控制寄存器为flash保护，但是flashconfiguration field 并没有改变， 则如果要每次都让flash要保护，就需要直接修改flash configuration field。

  • Micro SD引脚
  • 芯片引脚

回帖（2）

前叶

2016-3-13 21:55:52
请教大神，我是一个使用KL25Z128芯片的新手，我想使用该芯片对micro SD进行读写操作，请问该如何实现呢？有没有具体的教程或者程序呢？请指教！！多谢了！
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YYPPHH

2020-10-24 14:52:47
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