一、存儲芯片W25Q系列

esp8266-12f

w25q 系列生產(chǎn)的加工的商家很多，但是里面的分布和命名規(guī)則都是一樣的。比如華邦的w25q64，spi通訊接口，64就是指 64Mbit 也就是 8M 的容量。而我們平時的8266-12f的 32Mbit 就是 4M 容量。

以 w25q32 為例，里面的存儲分布。w25q32把4M容量分為了 64 塊，每一塊又分為 16 個扇區(qū)，而每個扇區(qū)占 4K 大小。由此可計算到，w25q32有 32Mbit / 8 * 1024 / 16 / 4 =?64 塊 ，有 64 * 16 =?1024 個扇區(qū)。

注：1B=8 Bit ，1KB＝1024B ，1MB＝1024KB

二、ESP8266內(nèi)存分布

? 程序區(qū)：代碼編譯生成的 bin 文件，燒錄到 Flash 占用的區(qū)域，請勿改寫；

? 系統(tǒng)參數(shù)區(qū)： esp_iot_sdk 中底層用于存放系統(tǒng)參數(shù)的區(qū)域，請勿改寫；

? 用戶參數(shù)區(qū)：上層應(yīng)用程序存儲用戶參數(shù)的區(qū)域。開發(fā)者請根據(jù)實際使用的 Flash size 設(shè)置，可 以參考文檔“2A-ESP8266__IOT_SDK_User_Manual” 中的 “Flash Map” 一章。

2.1 Non-FOTA

2.2 FOTA

更多圖查看：

鏈接：https://blog.csdn.net/k7arm/article/details/51812021

三、Flash讀寫接口

SPI Flash 接口位于 /ESP8266_NONOS_SDK/include/spi_flash.h。

system_param_xxx 接口位于 /ESP8266_NONOS_SDK/include/user_interface.h。

3.1 spi_flash_erase_sector

3.2 spi_flash_write

注意：

??? ? Flash 請先擦再寫。

??? ? Flash 讀寫必須 4 字節(jié)對齊。

示例代碼：

??? #define N 0x7C

??? uint32 data[M];

??? spi_flash_erase_sector (N);

??? spi_flash_write (N*4*1024, data, M*4);

3.3 spi_flash_read

3.4 system_param_save_with_protect

3.5 system_param_load

示例代碼：

/***************Flash 讀寫結(jié)構(gòu)體聲明***************/

struct esp_platform_saved_param {

// 服務(wù)器參數(shù)

uint8 devkey[40];

uint8 token[40];

uint8 activeflag;

char server_domain[64];

ip_addr_t server_ip;

int server_port;

?// AP參數(shù)

uint8 ssid[32];

uint8 password[64];

int authmode;

uint8 ssid_hidden;

// 填充

uint8 pad[2];

};

/***************Flash 讀寫結(jié)構(gòu)體定義***************/

struct esp_platform_saved_param esp_param;

/***************Flash 寫入數(shù)據(jù)***************/

system_param_save_with_protect(0x7D, &esp_param, sizeof(esp_param));

/***************Flash 讀出數(shù)據(jù)***************/

system_param_load(0x7D, 0, &esp_param, sizeof(esp_param));?

四、Flash讀寫保護(hù)

4.1 Espressif Flash讀寫保護(hù)示例

4.1.1 實現(xiàn)原理

Espressif Flash 讀寫保護(hù)示例，使用?三個 sector（扇區(qū)）實現(xiàn)（每 sector 4KB），提供 4KB 的可靠存儲空間。 將 sector 1 和 sector 2 作為數(shù)據(jù) sector，輪流讀寫，始終分別存放“本次”數(shù)據(jù)和“前一次”數(shù)據(jù)， 確保了至少有一份數(shù)據(jù)存儲安全；sector 3 作為 flag sector，標(biāo)志最新的數(shù)據(jù)存儲 sector。

保護(hù)機(jī)制如下：

1. 初始上電時，數(shù)據(jù)存儲在 sector 2 中，從 sector 2 中將數(shù)據(jù)讀到 RAM。

2. 第一次寫數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)寫入 sector 1。此時若突然掉電，sector 1寫入失敗，sector 2 & 3數(shù)據(jù)未改變；重新上電時，仍是從 sector 2 中 讀取數(shù)據(jù)，不影響使用。

3. 改寫 sector 3，將標(biāo)志置為 0，表示數(shù)據(jù)存于 sector 1。此時若突然掉電，sector 3 寫入失敗，sector 1 & 2 均存有一份完整數(shù)據(jù)；重新上電時，因 sector 3 無有效 flag，默認(rèn)從 sector 2 中讀取數(shù)據(jù)，則仍能正常使用，只是未能包含掉電前對 sector 1 寫入的數(shù)據(jù)。

4. 再一次寫數(shù)據(jù)時，先從 sector 3 讀取 flag，若 flag 為0，則上次數(shù)據(jù)存于 sector 1，此次應(yīng)將數(shù)據(jù)寫入 sector 2；若 flag 為非 0，則認(rèn)為上次數(shù)據(jù)存于 sector 2，此次應(yīng)將數(shù)據(jù)寫入 sector 1。此時若寫數(shù)據(jù)出錯，請參考步驟 2、 3的說明，同理。

5. 寫入 sector 1（或 sector 2）完成后，才會寫 sector 3，重置 flag。注意：只有數(shù)據(jù)扇區(qū)（sector 1或 sector 2）寫完之后，才會寫 flag sector（sector 3），這樣即使 flag sector 寫入出錯，兩個數(shù)據(jù)扇區(qū)都已存有完整數(shù)據(jù)內(nèi)容，目前默認(rèn)會讀取 sector 2。

4.1.2 軟件示例

在 IOT_Demo 中，使用 0x3C000 開始的 4 個 sector（每 sector 4KB），作為用戶參數(shù)存儲區(qū)。 其中 0x3D000、 0x3E000、 0x3F000 這 3 個 sector 實現(xiàn)了讀寫保護(hù)的功能，并存儲了應(yīng)用級參數(shù) esp_platform_saved_param。

圖中“有讀寫保護(hù)的存儲區(qū)”， IOT_Demo 中建議調(diào)用?system_param_load 和 system_param_save_with_protect 進(jìn)行讀寫。

system_param_load - 讀 Flash 用戶參數(shù)區(qū)數(shù)據(jù)

system_param_save_with_protect - 寫 Flash 用戶參數(shù)區(qū)數(shù)據(jù)

參數(shù) struct esp_platform_saved_param 定義了目前樂鑫存儲于 Flash 的用戶應(yīng)用級數(shù)據(jù)，用戶只需將自己要存儲的數(shù)據(jù)添加到結(jié)構(gòu)體 struct esp_platform_saved_param 后面，調(diào)用上述兩個函數(shù)進(jìn)行 Flash 讀寫即可。

4.2 Flash讀寫保護(hù)參考一

方法： “輪流寫入”+“首部記數(shù)”+“尾部校驗”

占用空間： 2 個 sector，共計 8KB；提供 4KB 的帶數(shù)據(jù)保護(hù)存儲空間。

原理：

仍然?采用兩個數(shù)據(jù) sector 輪流寫入來做備份數(shù)據(jù)保護(hù)，只是不再專門設(shè)立 flag sector。 記一個 counter，寫入數(shù)據(jù) sector 的首部，每次寫入時計數(shù)加一，用記數(shù)比較來判別下一次應(yīng)寫入哪個 sector；在數(shù)據(jù)尾部加入校驗碼（CRC、checksum 等任一種校驗方式），用以驗證數(shù)據(jù)的完整性。

(1) 假設(shè)初次上電，數(shù)據(jù)存儲在 sector A， sector A 的記數(shù)為初始值 0xFF，從 sector A 將數(shù)據(jù)讀入 RAM。

(2) 第一次數(shù)據(jù)寫入 sector B，則在 sector B 首部信息中記錄 counter 為 1，尾部加入校驗碼。

(3) 再次寫入數(shù)據(jù)時，先分別讀取 sector A/B 的 counter 值進(jìn)行比較，此次應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)寫入 sector A， sector A 首部記錄 counter 為 2，尾部加入校驗碼。

(4) 若發(fā)生突然掉電，當(dāng)前正在寫入的 sector 數(shù)據(jù)丟失，重新上電時，先比較 sector A/B 的 counter 值，讀取 counter 值較大的完整 sector，根據(jù) sector 尾部的校驗碼進(jìn)行校驗，當(dāng)前 sector 數(shù)據(jù)是否可靠，若校驗通過，則繼續(xù)執(zhí)行；若校驗失敗，則讀取另一個 sector 的數(shù)據(jù)，校驗，并執(zhí)行。

4.3 Flash讀寫保護(hù)參考二

方法： “備份扇區(qū)”+“尾部校驗”

占用空間： 2 個 sector，共計 8KB；提供 4KB 的帶數(shù)據(jù)保護(hù)存儲空間。

原理：

始終往 sector A 讀寫數(shù)據(jù)，每次寫入時，同樣寫一遍 sector B 作為 sector A 的備份扇區(qū)，每個 sector 尾部均加入校驗碼（CRC、checksum等任一種校驗方式）。

(1) 從 sector A 讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行校驗。

(2) 數(shù)據(jù)寫入 sector A，尾部為校驗碼。

(3) sector A 寫入完成后，同樣的數(shù)據(jù)也寫入 sector B 進(jìn)行備份。

(4) 若發(fā)生突然掉電，當(dāng)前正在寫入的 sector 數(shù)據(jù)丟失，重新上電時，先從 sector A 讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)尾部的校驗碼進(jìn)行校驗，sector A 數(shù)據(jù)是否可靠，若校驗通過，則繼續(xù)執(zhí)行；若校驗失敗，則讀取 sector B 的數(shù)據(jù)，校驗，并執(zhí)行。

? 由 Leung 寫于 2018 年 9 月 14 日

? 參考：《ESP8266 Flash 讀寫說明》[25l1]

???????????? 《ESP8266 Non-OS SDK IoT_Demo 指南》[q878]

? ? ? ? ? ? ?《ESP8266 Non-OS SDK API 參考》[7qq6]

???????????? 《Esp8266 進(jìn)階之路24》

???????????? 《ESP8266 Flash》