AS32A601型MCU芯片flash模块的擦除和编程

原创 于 2025-12-08 13:18:25 发布 · 817 阅读 · 25 ·
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#java #前端 #linux #单片机 #安全性测试 #嵌入式硬件 #fpga开发

一、引言

在AS32A601中，片内Flash共包含两个存储器，分别为程序存储器（PFlash）和数据存储器（DFlash）。

Flash控制器作为CPU内核与片内Flash之间的桥梁，可用于管理任何主设备对片内Flash进行访问。Flash控制器可对Flash执行读取、编程和擦除操作，并实施写保护和读保护等安全机制。

二、Flash特性

EFlash存储器

  • PFlash最大支持2MB（包括4个block，即4×512KB）
  • DFlash最大支持512KB（包括1个block）
  • 寿命：≥100,000周期
  • 块(Block)容量:512KB/block
  • 扇区(Sector)容量：4KB/sector
  • 行(Row)容量：512B/row

EFlash控制器


操作列表：

  • 擦除：扇区擦除、块擦除、写保护信息区擦除、全片擦除
  • 编程：行编程，编程最小单位64-bit
  • 读：支持8-bit/16-bit/32-bit/64-bit宽度读数据

安全措施：

  • 支持写保护功能
  • 支持读保护功能
  • 可通过安全密钥临时解锁读保护功能
2.1 EFlash存储空间

表 2.1 EFlash存储器组织结构表

存储区

空间

地址范围

扇区

起始地址

结束地址

大小

PFlash

主存储区

2MB

0x0100_0000~0x011F_FFFF

sector0

0x0100_0000

0x0100_0FFF

4KB

sector1

0x0100_1000

0x0100_1FFF

4KB

sector2

0x0100_2000

0x0100_2FFF

4KB

…

sector511

0x011F_F000

0x011F_FFFF

4KB

信息区

16KB

0x0120_0000~0x0120_3FFF

info sector0

0x0120_0000

0x0120_0FFF

4KB

info sector1

0x0120_1000

0x0120_1FFF

4KB

info sector2

0x0120_2000

0x0120_2FFF

4KB

info sector3

0x0120_3000

0x0120_3FFF

4KB

DFlash

主存储区

512KB

0x0200_0000~0x0207_FFFF

sector512

0x0200_0000

0x0200_0FFF

4KB

sector513

0x0200_1000

0x0200_1FFF

4KB

sector514

0x0200_2000

0x0200_2FFF

4KB

…

sector639

0x0207_F000

0x0207_FFFF

4KB

信息区

4KB

0x0208_0000~0x0208_0FFF

info sector4

0x0208_0000

0x0208_0FFF

4KB

2.2 EFlash命令

表 2.2 EFlash命令表

操作类型

命令

ID

描述

擦除

扇区擦除

0x01

按扇区擦除PFlash或DFlash的主存储区

块擦除

0x02

擦除指定Block的主存储区

写保护信息扇区擦除

0x03

擦除写保护信息所在扇区

全片擦除

0x04

擦除PFlash的DFlash全部区域

编程

行编程

0x10

按照64-bit对齐的方式编程PFlash或DFlash，一次最大可编程一行

验证

Security Key验证

0x20

根据指定的安全密钥验证是否和存储在信息区的密钥匹配

三、应用说明

为了防止用户误操作EFlash，配置EFlash寄存器前首先需要解锁，否则无法写EFlash寄存器，解锁方式参考如下步骤1所描述。

为了保证EFlash正常工作，务必在系统时钟初始化完成后解锁EFlash，然后配置EFLASH_CNFG配置寄存器的CLKFRQ位，具体配置请参考该寄存器位说明。

EFlash命令操作流程均相同，操作步骤如下：

  1. 通过向EFLASH_KEY解锁寄存器写入正确的解锁密钥（依次写入0x01020304和0x0A0B0C0D）解锁EFlash；
  2. 通过检测EFLASH_STATE状态寄存器的BUSY位，判断当前是否有命令正在执行。如果有命令正在执行（BUSY=1）则等待当前命令执行完成后（BUSY=0或FINISH=1），再执行步骤3；
  3. 配置EFlash相关配置寄存器以及EFLASH_CMD命令ID寄存器，然后配置EFLASH_START命令触发寄存器的START位为1，触发EFlash命令执行。后续章节不同的命令仅针对该步骤做详细描述，其他通用的步骤不再做描述；
  4. 通过检测EFLASH_STATE状态寄存器的FINISH位来判断该命令是否执行完成，检测OPERR位、WPERR位等状态位来判断该命令执行是否发生错误；
  5. 配置EFLASH_STATE状态寄存器，清除相关状态位；
  6. 操作完EFlash寄存器后，可通过向EFLASH_KEY解锁寄存器写入非正确密钥即可锁定EFlash。
3.1擦除

AS32A601驱动库提供了扇区擦除和块擦除两个函数，本文档就扇区擦除函数详细讲解。

扇区擦除命令能把指定地址所在的扇区的数据全部擦除，该命令的配置步骤如下：

  1. 配置扇区擦除地址到EFLASH_ADDR地址寄存器，该地址需要8字节对齐，否则触发扇区擦除命令的执行时，会产生操作错误（即EFLASH_STATE寄存器的OPERR位置1）；
  2. 配置扇区擦除命令（0x01）到EFLASH_CMD命令ID寄存器；
  3. 配置EFLASH_START寄存器的START位为1，触发扇区擦除命令的执行。

FLASHStatus_TypeDef FLASH_EraseSector(uint32_t Addr, uint32_t Size)  
{  
    FLASHStatus_TypeDef ret = FLASH_SUCCESS;  
    uint32_t sectorsize = 0x00;  
    uint32_t tempsize = Size;  
  
    /* Check the parameters */  
    assert_param((Addr % 0x08) == 0);  
    assert_param(Size > 0);  
  
    /* Check if command is completed by BUSY */  
    if(FLASH_GetFlagStatus(FLASH_FLAG_BUSY) == SET)  
    {  
        return FLASH_BUSY;  
    }  
  
    /* Determine the flash object of the operation */  
    if ((Addr >= P_FLASH_Main_BASE) && ((Addr + tempsize) <= (P_FLASH_Main_BASE + PFLASH_MAIN_SIZE)))   
    {  
        sectorsize = (uint32_t)PFLASH_SECTOR_SIZE;  
    }  
    else if ((Addr >= D_FLASH_Main_BASE) && ((Addr + tempsize) <= (D_FLASH_Main_BASE + DFLASH_MAIN_SIZE)))  
    {  
        sectorsize = (uint32_t)DFLASH_SECTOR_SIZE;  
    }  
    else  
    {  
        ret = FLASH_ERROR;  
        tempsize = 0U;  
        sectorsize = 0U;  
    }  
  
    while ((tempsize > 0U) && (FLASH_SUCCESS == ret))   
    {  
        /* Set flash sector erase command */  
        FLASH_SetAddress(Addr);  
        FLASH_SetCommand(FLASH_Cmd_SectorErase);  
  
  
        ret = FLASH_StartCmd();  
        /* Start command */  
        if (ret == FLASH_ERROR)   
        {  
            return FLASH_ERROR;  
        }  
        else if (ret == FLASH_BUSY)  
        {  
            return FLASH_BUSY;  
        }  
        else  
        {  
            /* Nothing to do */  
        }  
  
        /* Update size and address */  
        tempsize -= sectorsize;  
        Addr += sectorsize;  
    }  
  
    return ret;  
} 

第1行，Size参数单位为字节，固定为4096，与sector大小相等。第9行检查地址是否8字节对齐，要求余数必须为0，即地址必须是8的倍数。第33行，循环条件：当还有字节要擦除(tempsize > 0U)且操作状态为成功(FLASH_SUCCESS == ret) 。第36-38行，调用FLASH_SetAddress()函数设置当前要擦除的扇区地址，调用FLASH_SetCommand()函数设置命令为扇区擦除。

总结：在使用扇区擦除函数前，用户需要解锁flash，使用后给flash上锁，size参数应固定为4096。

3.2编程函数

编程命令用于编程数据到EFlash中，最小的编程单位为64-bit。需要注意的是：根据EFlash的要求，单次编程操作不允许跨行编程（即，每次编程只允许对EFlash的一行进行编程数据），EFlash一行的容量为512B（即64*64bit）。该命令的配置步骤如下：

  1. 配置编程地址到EFLASH_ADDR寄存器，该地址需要8字节对齐，否则触发编程命令的执行时，会产生操作错误（即EFLASH_STATE寄存器的OPERR位置1）；
  2. 配置编程长度到EFLASH_LEN寄存器，该位的最小长度为1（即64-bit），最大长度为64（即EFlash一行的数据长度）；
  3. 配置编程命令（0x10）到EFLASH_CMD寄存器；
  4. 配置编程数据低32-bit到EFLASH_DATA0寄存器；
  5. 配置编程数据高32-bit到EFLASH_DATA1寄存器；
  6. 若编程长度大于1，则需要继续执行步骤4,、5，直至将编程数据全部写入；
  7. 配置EFLASH_START寄存器的START位为1，触发编程命令的执行。

FLASHStatus_TypeDef FLASH_ProgramRom(uint32_t Addr, uint32_t Size, const uint32_t *Data)  
{  
    FLASHStatus_TypeDef ret = FLASH_SUCCESS;  
    uint32_t addrcount = 0x00, sizetemp = 0x00;  
    uint32_t romsize = 0x00;  
  
    /* Check the parameters */  
    assert_param((0 < Size) && ((Size % EFLASH_WRITE_UNIT_SIZE) == 0));  
    assert_param(NULL != Data);  
  
    /* Check if command is completed by BUSY */  
    if(FLASH_GetFlagStatus(FLASH_FLAG_BUSY) == SET)  
    {  
        return FLASH_BUSY;  
    }  
  
    /* Check address */  
    if ((Addr >= P_FLASH_Main_BASE) && ((Addr + Size) <= (P_FLASH_Main_BASE + PFLASH_MAIN_SIZE)))   
    {  
        romsize = PFLASH_ROM_SIZE;  
    }   
    else if ((Addr >= D_FLASH_Main_BASE) && ((Addr + Size) <= (D_FLASH_Main_BASE + DFLASH_MAIN_SIZE)))  
    {  
        romsize = DFLASH_ROM_SIZE;  
    }  
    else  
    {  
        ret = FLASH_ERROR;  
    }  
  
    /* Judge size and feed write */  
    addrcount = Size / romsize;  
    if(0 != (Size % romsize))  
    {  
        addrcount += 1;  
    }  
    else  
    {  
        /* Nothing to do */  
    }  
  
    while ((FLASH_SUCCESS == ret) && (addrcount > 0U))   
    {  
        if (Size >= romsize)   
        {  
            sizetemp  = romsize;  
        }   
        else   
        {  
            sizetemp  = Size;  
        }  
        /* Set address and data length */  
                    
                EFLASH->AR = Addr;  
        FLASH_SetAddress(Addr);  
        FLASH_SetDataLength(sizetemp / EFLASH_WRITE_UNIT_SIZE);  
  
        /* Set rom program command */  
        FLASH_SetCommand(FLASH_Cmd_Program);  
  
        while ((sizetemp > 0U) && (FLASH_SUCCESS == ret))   
        {  
            /* Write 64 bit data */  
            FLASH_SetLowData(Data[0]);  
            FLASH_SetHighData(Data[1]);  
  
            /* Update data adddress*/  
            Data += 2;  
            sizetemp -= EFLASH_WRITE_UNIT_SIZE;  
        }  
  
        ret = FLASH_StartCmd();  
  
        /* Start command */  
        if (ret == FLASH_ERROR)   
        {  
            return FLASH_ERROR;  
        }  
        else if (ret == FLASH_BUSY)  
        {  
            return FLASH_BUSY;  
        }  
        else  
        {  
            /* Nothing to do */  
        }  
  
        /* Update adddress*/  
        Addr += romsize;  
        addrcount--;  
        Size -= romsize;  
    }  
  
    return ret;  
}  

第13-17行，检查命令是否因忙状态而完成。第20-31行，检查地址，第一个if：检查是否在主Flash范围内，条件：地址在主Flash基址到结束地址之间，如果满足：设置romsize为主Flash的ROM大小，else if：检查是否在数据Flash范围内，else：地址无效，设置ret为FLASH_ERROR。第68-71行，分别设置低32位数据（Data[0]）和高32位数据（Data[1]）。第73-74行，指针增加2（64位/8字节），指向下一个64位数据。

总结，最小编程单位为64bit（8字节），因此，Size参数应为8的倍数。

3.3 ECC

EFlash支持ECC功能，相关功能如下：

  1. ECC 1-bit错误自动纠正，且会将EFLASH_STATE寄存器的ECC1ERR位置1；
  2. ECC 2-bit错误无法纠正，且会将EFLASH_STATE寄存器的ECC2ERR位置1，并记录发生该错误的地址，存入EFLASH_ECC_ADDR寄存器中；
  3. 若ECC错误中断使能（即EFLASH_CNFG寄存器的ECC2EIE位置1），则当检测到ECC发生2-bit错误时，会产生ECC中断，并将EFLASH_STATE的ECC2ERR位置1，建议在中断中写1清除该中断标记。

若用户出现编程或擦除失败，请关注EFLASH_STATE寄存器，是否ECC错误置1，调用clearflag函数清楚标志位后再对EFLASH操作

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ASP3605同步降压芯片多场景失效机理与防护策略研究
12-01 1178
本文针对该芯片在实际应用中出现的三类典型失效案例，采用"外观检查-电性能测试-无损检测-物理开封-材料分析"的阶梯式失效分析流程，结合SEM、XRD及温度场仿真等技术手段，系统揭示了过电应力导致VDMOS键合丝熔断、温度梯度引发焊盘开裂及单粒子效应造成基准源漂移的失效机理。在125°C高温工况下，持续的温度循环导致焊点产生周期性热应力，当应力超过钎料的疲劳极限（约50MPa）时，晶界处产生微裂纹并逐渐扩展，最终导致导通电阻增大和输出纹波恶化。焊盘采用ENIG（化学镍金）表面处理，增强焊点抗热疲劳能力；
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如何使用 AS32A601和1042CAN控制器来实现CANFD的收发功能？
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控制器局域网络（CAN）根据 ISO11898-1：2015和 Bosch CAN FD规范进行通信。连接到物理层需要额外的收发器硬件。所有有关处理消息的函数都由接收处理程序和发送处理程序实现。CAN/CANFD特性介绍：- 数据长度扩展：传统CAN的数据段长度固定为8字节，而CAN FD将数据段长度扩展至最大64字节。这意味着单次报文可传输更多数据，减少了报文发送次数，降低了总线负载，尤其适用于需要传输大量参数或传感器数据的场景。
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DCDC模拟电源芯片ASP4644纹波、效率及负载调整率的基本测试方法
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其计算方式为：输入电压变化过程中输出电压的最大值减去最小值，再除以标称输出电压并乘以百分比，ASP4644具有良好的线性调整率，可达到0.01%。测试方法是利用电子负载的动态功能，使其在设定的两个电流值之间周期性切换，切换的频率和占空比按照测试条件设置，电流变化的上升沿速率固定为 1A/µs。效率和负载调整率的测试在不同负载条件下进行，记录输入和输出的功率，并计算对应的指标。其计算方式为：无负载电压减去满负载电压，再除以满负载电压并乘以百分比，ASP4644具有良好的负载调整率，可达到1%。
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