使用FAL分区管理与easyflash变量管理

RT-Thread中FAL、DFS与EasyFlash组件应用

原创

于 2024-09-30 18:27:12 发布 · 1.3k 阅读

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#mysql #数据库

FAL组件

1.1

什么是FAL

FAL （Flash Abstraction Layer） Flash 抽象层，是对 Flash 及基于 Flash 的分区进行管理、操作的抽象层，对上层统一了 Flash 及分区操作的 API （框架图如下所示），并具有以下特性：

支持静态可配置的分区表，并可关联多个 Flash 设备;
分区表支持 自动装载 。避免在多固件项目，分区表被多次定义的问题；
代码精简，对操作系统 无依赖 ，可运行于裸机平台，比如对资源有一定要求的 Bootloader;
统一的操作接口。保证了文件系统、OTA、NVM（例如：EasyFlash https://github.com/armink-rtt-pkgs/EasyFlash）等对 Flash 有一定依赖的组件，底层 Flash 驱动的可重用性;
自带基于 Finsh/MSH 的测试命令，可以通过 Shell 按字节寻址的方式操作（读写擦） Flash 或分区，方便开发者进行调试、测试;

通过上图我们也可以清晰明了了，看到，FAL抽象层向下可以通过Flash硬件进行统一管理，当然也可以使用SFUD框架（串行Flash通用驱动库，这部分RT-Thread已完成官方框架的移植同时提供多个应用历程），而对上也可以使用如DFS、NVM提供的Flash硬件统一访问接口，方便用户更加直接方便对底层Flash硬件的访问操作。

注：非易失性存储器（NVM）：在芯片电源关闭期间保存存储在其中的数据。因此，它被用于没有磁盘的便携式设备中的内存，以及用于可移动存储卡等用途。主要类型有：非易失性半导体存储器（Non-volatile semiconductor memory， NVSM）将数据存储在浮栅存储单元中，每个单元都由一个浮栅（floating-gate） MOSFET 组成。

关于存储，可以用一张图来解释：

来源：ROM、RAM、FLASH、NVM......一文搞定（https://blog.youkuaiyun.com/lianyunyouyou/article/details/118277207)

1.2

使用ENV配置FAL

在RT-Thread v4.1.0之前，FAL是作为软件包形式对用户开放使用的，而v4.1.0之后，FAL被RT-Thread官方重新定义为RTT组件的一部分，这样也能更加方便用户的开发。

我们下面正式讲解FAL组件的使用：

首先打开ENV工具，根据以下路径打开FAL使能 RT-Thread Components->[*]FAL： flash abstraction layer，由于我们后面会用到SFUD，所以这里把 FAL uses SFUD drivers 一并使能，并修改FAL设备名称为 W25Q128.

完成上述操作后保存退出，并使用 scons --target=mdk5 重新生成MDK5文件并打开

1.3

FAL SFUD 移植

为了提供示例，我们选用 W25Q128 spi flash 作为测试模块，并且使用SFUD框架对spi flash设备进行管理和驱动。

由于目前RT-Thread的SFUD已经对 W25Q128 完成支持，根据官方的使用手册，我们仅需编写 fal_cfg.h 文件完成对 FAL_FLASH_DEV_TABLE 及 FAL_PART_TABLE 的定义即可。文件存放路径：.\rt-thread\bsp\lpc55sxx\lpc55s69_nxp_evk\board\ports\fal_cfg.h

// fal.cfg.h


/*
 * Copyright (c) 2006-2023, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2023-04-21     Wangyuqiang  the first version
 */
#ifndef _FAL_CFG_H_
#define _FAL_CFG_H_


#include <rtthread.h>
#include <board.h>


#ifndef FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME
#define NOR_FLASH_DEV_NAME             "norflash0"
#else
#define NOR_FLASH_DEV_NAME              FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME
#endif


/* Flash device Configuration */


extern struct fal_flash_dev nor_flash0;


/* flash device table */


#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
{                                                                    \
    &nor_flash0,                                                     \
}


/* Partition Configuration */


#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG


/* partition table */


#define FAL_PART_TABLE                                                                                                  \
{                                                                                                                       \
    {FAL_PART_MAGIC_WROD,  "easyflash", NOR_FLASH_DEV_NAME,                                    0,       512 * 1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WROD,   "download", NOR_FLASH_DEV_NAME,                           512 * 1024,      1024 * 1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WROD, "wifi_image", NOR_FLASH_DEV_NAME,                  (512 + 1024) * 1024,       512 * 1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WROD,       "font", NOR_FLASH_DEV_NAME,            (512 + 1024 + 512) * 1024,  7 * 1024 * 1024, 0}, \
    {FAL_PART_MAGIC_WROD, "filesystem", NOR_FLASH_DEV_NAME, (512 + 1024 + 512 + 7 * 1024) * 1024,  7 * 1024 * 1024, 0}, \
}
#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */


#endif /* _FAL_CFG_H_ */

此时编译的话是找不到该头文件的，需要我们在Keil中设置：

在RTT FAL组件中的SFUD提供的 fal_flash_dev 对象默认的nor_flash0参数中，flash大小默认为8M，而 W25Q128 最大最16M，我们可以选择在 .\rt-thread\components\fal\samples\porting\fal_flash_sfud_port.c文件中对struct fal_flash_dev nor_flash0 进行修改：

struct fal_flash_dev nor_flash0 =
{
    .name       = FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME,
    .addr       = 0,
    .len        = 16 * 1024 * 1024,
    .blk_size   = 4096,
    .ops        = {init, read, write, erase},
    .write_gran = 1
};

当然也可以选择不进行修改，根据大佬的原话就是因为在调用初始化接口函数init后，会从flash设备读取正确的参数更新到nor_flash0表项中，我们在使用FAL组件前都需要调用FAL初始化函数fal_init，其内调用flash设备初始化函数fal_flash_init，最后会调用注册到fal_flash_dev设备表项中的初始化函数device_table[i]->ops.init，所以nor_flash0表项参数会在FAL初始化时被更新。

同时我们需要开启SFUD框架支持，打开ENV工具，由于SFUD的使用需要指定一个spi设备，这里我选择使用最近移植好的软件spi，路径 Hardware Drivers Config->On-chip Peripheral Drivers->[*] Enable soft SPI BUS-> [*] Enable soft SPI1 BUS (software simulation) ，这里我的测试开发板是恩智浦的LPC55S69-EVK，并且这款bsp的软件模拟spi由我本人对接，关于这部分的软件spi引脚定义可以选用默认即可，当然也可以使用自定义引脚，记住不要与其他引脚产生冲突。