Microchip SAM E70 X PLAINED ULTRA开发板快速上手——存储

由于项目需要开始接触Microchip（原Atmel）家的这款MCU，使用工具是SAM E70 X PLAINED ULTRA开发板。本系列用于记录从0开始一步步熟悉这款MCU的开发过程。开发板外设资源丰富，之前一直是使用HAL库开发ST/GD系列的MCU，Microchip的开发风格与前两者存在一定差异，借此机会巩固一下基础知识。

开发板用户手册

• ATSAME70Q21B Microcontroller
  • Cortex-M7 Core-based Microcontroller
  • Max Speed: 300MHz
  • Flash: 2048KB
    

EFC（Enhanced Flash Controller）

Microchip推出的嵌入式系统闪存控制器，用于管理Flash存储器的读写操作。
关于内部Flash有以下大小定义：

#define EFC_SECTORSIZE              8192//扇区大小，8k
#define EFC_PAGESIZE                512//页大小，512B
#define EFC_LOCKSIZE                0x4000//可锁定大小，16k

在plib_efc.h中有几个常用的函数声明：

bool EFC_Read( uint32_t *data, uint32_t length, uint32_t address );//从Flash地址读取数据

bool EFC_SectorErase( uint32_t address );//扇区擦除

bool EFC_PageWrite( uint32_t *data, uint32_t address );//按页为单位写

bool EFC_QuadWordWrite( uint32_t *data, uint32_t address );//以4字为单位写（16bytes）

关于擦除存在一点疑问，查看数据手册中，有三种不同类型的擦除cmd，如下图：

查看EFC_SectorErase函数的实现却是使用的EPA命令：

bool EFC_SectorErase( uint32_t address )
{
    uint16_t page_number;

    if (DATA_CACHE_IS_ENABLED() != 0U)
    {
        DCACHE_INVALIDATE_BY_ADDR((uint32_t*)address, (int32_t)EFC_SECTORSIZE);
    }

    /*Calculate the Page number to be passed for FARG register*/
    page_number = (uint16_t)((address - IFLASH_ADDR) / IFLASH_PAGE_SIZE);

    /* Issue the FLASH erase operation*/
    EFC_REGS->EEFC_FCR = (EEFC_FCR_FCMD_EPA|EEFC_FCR_FARG((uint32_t)page_number|0x2U)|EEFC_FCR_FKEY_PASSWD);

    efc_status = 0;


    return true;
}

看起来是以页为单位进行的擦除，有点不解。

使用测试

Flash是只能从1写0，不能从0写1的硬件，在使用前需要擦除（全部恢复为0xff，全1）。
修改main函数，代码如下：

#define FLASH_TEST_ADDRESS              0x404000

uint8_t hello_str[] = "hello from the SAM E70 X PLAINED ultra";
uint8_t test_data[10] = {0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09};
uint32_t efc_data[10];
uint32_t efc_wr_data[4] = {0x11223344, 0x55667788, 0x99aabbcc, 0xddeeff00};
uint32_t efc_rd_data[4];
uint8_t read_str[64];

int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );

    printf("%s at %s %s\r\n", hello_str, __DATE__, __TIME__);

    EFC_SectorErase(FLASH_TEST_ADDRESS);//擦除

    EFC_Read(efc_data, sizeof(efc_data), FLASH_TEST_ADDRESS);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      printf("%lx ", efc_data[i]);//检查擦除后是否全为0xff
    }

    EFC_QuadWordWrite(efc_wr_data, FLASH_TEST_ADDRESS);//4字写
    printf("\n");

    EFC_Read(efc_rd_data, sizeof(efc_rd_data), FLASH_TEST_ADDRESS);
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      printf("%lx ", efc_rd_data[i]);
    }

    EFC_PageWrite((uint32_t *)hello_str, FLASH_TEST_ADDRESS + 0x100);//Page写
    EFC_Read((uint32_t *)read_str, sizeof(read_str), FLASH_TEST_ADDRESS);
    printf("\nread from flash: %s\n", read_str);

    while ( true )
    {
        LED2_Toggle();
        SYSTICK_DelayMs(500);
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

测试输出：

hello from the SAM E70 X PLAINED ultra at Nov 11 2025 15:48:39
ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff 
11223344 55667788 99aabbcc ddeeff00 
read from flash: hello from the SAM E70 X PLAINED ultra

EEPROM

开发板板载了一颗256 bytes的EEPROM，型号为AT24MAC402，通过IIC与MCU通信。

根据原理图及数据手册得知设备地址为0x57，使用IIC向内存地址写入数据，代码如下：

int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );

    printf("%s at %s %s\r\n", hello_str, __DATE__, __TIME__);

    uint8_t buf[6] = {0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55};//向0地址写入5个字节数据
    TWIHS0_Write(0x57, buf, 6);
    while (TWIHS0_IsBusy());
    delay_ms(5);

    uint8_t reg_addr = 0x00;
    uint8_t value[5];
    TWIHS0_WriteRead(0x57, &reg_addr, 1, value, 5);
    while (TWIHS0_IsBusy());

    printf("read from eeprom: %x, %x, %x, %x, %x\n", value[0], value[1], value[2], value[3], value[4]);


    while ( true )
    {
        LED2_Toggle();
        SYSTICK_DelayMs(500);
        /* Maintain state machines of all polled MPLAB Harmony modules. */
        // SYS_Tasks ( );
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

读出数据与写入一致。

hello from the SAM E70 X PLAINED ultra at Nov 11 2025 16:48:26
read from eeprom: 11, 22, 33, 44, 55

写入过程：

读出过程：

修改代码，注释掉写入部分，上电后直接读：

QSPI Flash

未测试，基于生成的代码无法完成，需要自行封装读写函数，工作量较大。
开发板板载一颗4-MB QSPI Flash，型号为SST26VF032BA，通过QSPI与MCU通信(也可以选择使用标准SPI)。
QSPI共有6根线，片选CS、时钟SCK以及4根数据线。
SAM E70内封Flash已是大容量了，在平时开发中，会有其他厂家MCU本身不带Flash而是采用外置Flash，常用的就是QSPI Flash。

SDHC

未测试