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30 分钟

使用S25HS512T和STM32F031K6优化数据检索,提高各类应用的效率

体验Semper Flash的极速性能

Semper Flash Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Semper Flash Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

体验我们 Semper Flash 解决方案所提供的多种协议的强大功能,包括 Dual I/O、Quad I/O (QIO) 和 Quad Peripheral Interface (QPI),实现灵活的连接性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Semper Flash Click 基于 Infineon 的 S25HS512T,一种 512 Mbit SPI 闪存模块。它具有标准、双/四 SPI 接口上的正常和双倍数据速率,通过使用硬件错误纠正码 (ECC) 生成提高了存储信息的可靠性,1024 字节的一次性可编程 (OTP) 存储块,先进的扇区保护,自动启动等众多功能。这款 Click board™ 是各种嵌入式应用中大容量存储的理想解决方案。由于其快速性能,Semper Flash Click 还可用于代码影射、就地执行 (XIP)、数据记录和数据存储。一个额外的电平转换 IC 使 Semper Flash Click 能够与广泛的 MCU 一起使用。设备控制逻辑分为两个并行操作部分:主机接口控制器 (HIC) 和嵌入算法控制器 (EAC)。HIC 监控设备输入的信号电平并驱动输出,以完成与主机系统的读取、编程和写入数据传输。HIC 在读取传输时从当前输入的地址映射中传送数据,将写入传输地址和数据信息放入 EAC 命令存储器中,并通知 EAC 电源转换和写入传输。EAC 在程序或写入传输后查询命令存储器以获取合法的命令序列,并执行相关的嵌入算法。直接从闪存执行代码通常

称为就地执行 (XIP)。通过在更高的时钟速率下使用带有四路或 DDR 四路 SPI 事务的 XIP,数据传输速率可以匹配或超过传统的并行或异步 NOR 闪存,同时显著减少信号数量。先进的 MirrorBit® 技术允许在每个存储阵列晶体管(存储单元)中存储两个数据位,有效地将单个存储单元的容量加倍。Eclipse™ 架构使擦除和编程性能相比上一代闪存模块大大提高。由于速度更高,Semper Flash Click 允许就地执行 (XIP) 和数据影射。S25HS512T 的一个关键特性是 AutoBoot 功能。它允许模块在复位循环后自动从预定义位置启动内存传输(内存读取操作)。考虑典型的通信场景,其中 READ 命令后需要使用一个或多个地址字节,AutoBoot 允许主机 MCU 拉低 #CS(芯片选择)引脚并在 #CS 引脚保持低电平时通过 SPI 接口开始接收数据流,而无需任何浪费的周期。当 #CS 引脚释放时,S25HS512T 返回正常操作。高级扇区保护 (ASP) 是一种强大的保护模式,结合了各种软件和硬件方法,以在扇区或整个内存中打开或关闭编程或擦除操作。一个专用的 ASP

 OTP 寄存器提供密码保护或持久保护模式,允许在保护方面具有更大的灵活性。使用 OTP 内存允许保护模式在设备的整个生命周期内保持不变。SPI 接口引脚被路由到 mikroBUS™,使得与微控制器单元 (MCU) 的接口变得简单直接。路由到 mikroBUS™ 的其他引脚包括路由到 mikroBUS™ PWM 引脚并标记为 IO2 的 #WP/IO2 引脚,以及路由到 mikroBUS™ INT 引脚并标记为 IO3 的 #HOLD/IO3 引脚。还有复位引脚,路由到 mikroBUS™ 的 RST 引脚,执行闪存模块的复位,如果启用,将启动自动启动序列。EnduraFlex 架构允许系统设计人员根据特定应用自定义 NOR 闪存的耐用性和保留时间。主机定义用于高耐用性或长时间保留的分区,提供高达 1+ 百万次循环或 25 年的数据保留。Semper Flash 中的数据完整性检查事务在存储阵列的用户定义地址范围内执行硬件加速的循环冗余校验 (CRC) 计算。SafeBoot 功能允许状态寄存器轮询,通过错误签名检测嵌入式微控制器初始化失败或配置寄存器损坏。

Semper Flash Click top side image
Semper Flash Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PA11
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT/SO1
PB4
MISO
SPI Data IN/SO0
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Write Protect/IO2
PA8
PWM
Data Transfer Pause/IO3
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Semper Flash Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含Semper Flash Click驱动程序的API。

关键功能:

  • semperflash_write_memory - 这个函数将数据写入闪存

  • semperflash_read_memory - 这个函数从闪存读取数据

  • semperflash_erase_memory - 这个函数擦除闪存中的数据

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief SemperFlash Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize and use the Semper Flash Click. The Click
 * is a 512 Mbit SPI Flash memory module. Data can be stored in and read from the flash
 * memory. There's also the option of erasing it's contents. Here's how to do it.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the Click and logger modules. Additional con-
 * figuring is done in the default_cfg(...) function. The device ID should appear in the 
 * UART console if the setup finishes successfully.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function first erases the contents of the flash memory and then writes, reads and
 * prints two strings in the UART console. It does so every 2 seconds.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "semperflash.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static semperflash_t semperflash;
static log_t logger;

uint8_t id_data[ 8 ];
uint8_t txt_flag;
uint8_t COMPANY_FLAG = 2;
uint8_t CLICK_FLAG = 3;
uint32_t ADRESS_MEMORY = 0x00001111;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void error_handler ( uint8_t stat )
{
    if ( SEMPERFLASH_ID_ERROR == stat )
    {
        log_printf( &logger, "ID ERROR!" );
        for ( ; ; );
    }
    else if ( SEMPERFLASH_SIZE_ERROR == stat )
    {
        log_printf( &logger, "BUF SIZE ERROR!" );
        for ( ; ; );
    }
}

void id_check ( )
{
    uint8_t cnt;

    error_handler( semperflash_check_manufacturer_id( &semperflash ) );
    error_handler( semperflash_get_device_id( &semperflash, id_data ) );

    log_printf( &logger, "DEVICE ID: 0x" );
    for ( cnt = 0; cnt < SEMPERFLASH_DEVICE_ID_BYTE_SIZE; cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%x", ( uint16_t )id_data[ cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n\r\n" );
    txt_flag = COMPANY_FLAG;
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    semperflash_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    semperflash_cfg_setup( &cfg );
    SEMPERFLASH_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    semperflash_init( &semperflash, &cfg );
    
    semperflash_default_cfg( &semperflash );
    
    id_check( );
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( )
{
    char write_data_com[ 7 ] = "MikroE";
    char write_data_clk[ 13 ] = "Semper Flash";
    char read_buf_data[ 13 ] = { 0 };

    semperflash_send_cmd( &semperflash, SEMPERFLASH_WRITE_ENABLE );
    semperflash_erase_memory( &semperflash, ADRESS_MEMORY );
    
    if ( COMPANY_FLAG == txt_flag )
    {
       semperflash_send_cmd( &semperflash, SEMPERFLASH_WRITE_ENABLE );
       error_handler( semperflash_write_memory( &semperflash, ADRESS_MEMORY, write_data_com, 6 ) );
       error_handler( semperflash_read_memory( &semperflash, ADRESS_MEMORY, read_buf_data, 6 ) );
       log_printf( &logger, "%s\r\n", read_buf_data );
       txt_flag = CLICK_FLAG;       
    }
    else if ( CLICK_FLAG == txt_flag )
    {
       semperflash_send_cmd( &semperflash, SEMPERFLASH_WRITE_ENABLE );
       error_handler( semperflash_write_memory( &semperflash, ADRESS_MEMORY, write_data_clk, 12 ) );
       error_handler( semperflash_read_memory( &semperflash, ADRESS_MEMORY, read_buf_data, 12 ) );
       log_printf( &logger, "%s\r\n", read_buf_data );
       txt_flag = COMPANY_FLAG;
    }

    log_printf( &logger, "....................\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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