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通过将 S25HL512T 与 STM32G431RB 结合,实现快速无缝的数据访问

释放 Semper Flash 的速度

Semper Flash 2 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Semper Flash 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

利用我们 Semper Flash 解决方案的各种协议,解锁多样化的通信能力,确保多功能和可靠的数据传输。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Semper Flash 2 Click 基于 Infineon 的 S25HL512T,这是一款 512 Mbit 的 SPI 闪存存储模块。通过标准的双/四线 SPI 接口,支持普通和双倍数据速率,并利用硬件错误校正码 (ECC) 生成提高了存储信息的可靠性,还具有 1024 字节的一次性可编程 (OTP) 存储块、高级扇区保护、自动引导等功能,此 Click board™ 是各种嵌入式应用中的大容量存储选项的完美解决方案。由于其快速性能,Semper Flash Click 2 还可用于代码阴影、执行内存 (XIP) 和数据存储。额外的电平转换器 IC 允许 Semper Flash Click 2 与各种 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) 和嵌入式算法控制器 (EAC)。HIC 监视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 从当前输入的地址映射中传送数据进行读取传输,在写入传输地址和数据信息放入 EAC 命令存储器,并在电源转换和写入传输时通知 EAC。EAC 在程序或写入传输后询问命令存储器以获取合法命令序列,并执行相关的嵌入式算法。直接从闪存存储器执行代码通常称为执

行内存 (XIP)。通过在更高时钟速率下使用带有四线或双倍速 SPI 事务的 Semper Flash 设备的 XIP,数据传输速率可以达到或超过传统的并行或异步 NOR 闪存存储器,同时大大减少信号数量。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,从而有效地将单个存储单元的容量加倍。Eclipse™ 架构负责与上一代其他闪存模块相比大大提高的擦除和编程性能。由于速度更快,Semper Flash click 具有执行内存 (XIP) 和数据阴影的可能性。S25HL512 T 的关键特性之一是自动引导功能。它允许模块在复位周期后自动从预定义位置启动存储器传输 (存储器读取操作)。考虑到典型的通信场景,需要使用读取命令后跟一个或多个地址字节,AutoBoot 允许主机 MCU 拉低 #CS (片选) 引脚,并在 #CS 引脚保持低电平时开始通过 SPI 接口接收数据流,而不会浪费任何周期。当释放 #CS 引脚时,S25HL512T 返回到正常操作。高级扇区保护 (ASP) 是一种强大的保护模型,它结合了各种软件和硬件方法,在一个扇区或整个存储器内部打开或关闭编程或擦除操作。专门的

 ASP OTP 寄存器提供密码保护或持久保护模式,允许在保护方面增加灵活性。使用 OTP 存储器可以使保护模式在整个设备生命周期内保持不变。Semper Flash 2 Click board 搭载了 S25HL 存储模块,核心和 I/O 电压为 3.0V;如果您对同一型号的 1.8V 版本感兴趣,请查看我们的 S25HS 版 Semper Flash Click。SPI 接口引脚被路由到 mikroBUS™,以便与微控制器单元 (MCU) 进行轻松直接的接口。路由到 mikroBUS™ 的其他引脚包括 #WP/IO2 引脚路由到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚并标记为 IO2,以及 #HOLD/IO3 引脚路由到 mikroBUS™ 的 INT 引脚并标记为 IO3。还有 RESET 引脚,路由到 mikroBUS™ 的 RST 引脚,用于对闪存模块进行复位,如果启用了 AutoBoot,则启动 AutoBoot 序列。EnduraFlex 架构允许系统设计人员为其特定的应用程序定制 NOR 闪存的耐久性和保留性。主机定义高耐久性或长保留的分区,提供高达 1+ 百万个循环或 25 年的数据保留。

Semper Flash 2 Click top side image
Semper Flash 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT/SO 1
PB4
MISO
SPI Data IN/SO 0
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Write Protect/IO2
PC8
PWM
Reset/IO3
PC14
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 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro B Conn - upright/background 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
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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

该库包含 Semper Flash 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • semperflash2_write_memory - 此函数将数据写入闪存存储器。

  • semperflash2_read_memory - 此函数从闪存存储器读取数据。

  • semperflash2_get_device_id - 此函数将设备 ID 存储在指定的缓冲区中。

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 SemperFlash2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize and use the Semper Flash 2 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 "semperflash2.h"

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

static semperflash2_t semperflash2;
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 ( SEMPERFLASH2_ID_ERROR == stat )
    {
        log_printf( &logger, "ID ERROR!" );
        for ( ; ; );
    }
    else if ( SEMPERFLASH2_SIZE_ERROR == stat )
    {
        log_printf( &logger, "BUF SIZE ERROR!" );
        for ( ; ; );
    }
}

void id_check ( )
{
    uint8_t cnt;

    error_handler( semperflash2_check_manufacturer_id( &semperflash2 ) );
    error_handler( semperflash2_get_device_id( &semperflash2, id_data ) );

    log_printf( &logger, "DEVICE ID: 0x" );
    for ( cnt = 0; cnt < SEMPERFLASH2_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;
    semperflash2_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.

    semperflash2_cfg_setup( &cfg );
    SEMPERFLASH2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    semperflash2_init( &semperflash2, &cfg );
    semperflash2_default_cfg( &semperflash2 );
    id_check( );
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( )
{
    char write_data_com[ 7 ] = "MikroE";
    char write_data_clk[ 15 ] = "Semper Flash 2";
    char read_buf_data[ 15 ] = { 0 };

    semperflash2_send_cmd( &semperflash2, SEMPERFLASH2_WRITE_ENABLE );
    semperflash2_erase_memory( &semperflash2, ADRESS_MEMORY );
    
    if ( COMPANY_FLAG == txt_flag )
    {
       semperflash2_send_cmd( &semperflash2, SEMPERFLASH2_WRITE_ENABLE );
       error_handler( semperflash2_write_memory( &semperflash2, ADRESS_MEMORY, write_data_com, 6 ) );
       error_handler( semperflash2_read_memory( &semperflash2, 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 )
    {
       semperflash2_send_cmd( &semperflash2, SEMPERFLASH2_WRITE_ENABLE );
       error_handler( semperflash2_write_memory( &semperflash2, ADRESS_MEMORY, write_data_clk, 14 ) );
       error_handler( semperflash2_read_memory( &semperflash2, ADRESS_MEMORY, read_buf_data, 14 ) );
       log_printf( &logger, "%s\r\n", read_buf_data );
       txt_flag = COMPANY_FLAG;
    }

    log_printf( &logger, "....................\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

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