采用劃分子頁的方案總結(jié)如下。

? 每次寫入模擬EEPROM的數(shù)據(jù)長度為定長，即為子頁的長度。

? 軟件需要定義一個存儲變量結(jié)構體，用于刷新和同步模擬EEPROM內(nèi)容。在將數(shù)據(jù)寫入模擬EEPROM之前，程序員需要按照約定的數(shù)據(jù)格式，在內(nèi)存中將所有的目標存儲變量進行整理。

? 在軟件處理上，需要計算當前寫入和下一次寫入的物理地址;在每一次執(zhí)行寫入操作后，根據(jù)子頁長度大小，將指向子頁的目的操作指針自動累加。

? 待一個頁(Page)寫滿后，需要將最后更新的模擬EEPROM數(shù)據(jù)拷貝到下一個頁，再對寫滿頁執(zhí)行一次擦除操作。

? 在嵌入式軟件處理上需加入合適的校驗機制，保證寫入數(shù)據(jù)的正確性并監(jiān)測用于模擬EEPROM功能的Flash 子頁是否已經(jīng)失效。

2.3 兩種方案的對比分析

兩種方案的對比分析見表二。

表二 兩種方案的對比分析

3. 實際的嵌入式應用

根據(jù)軟件需要，建議采用字節(jié)(8bit)做為操作的最小粒度，適用性會更廣泛。

3.1 Flash 存儲器擦寫壽命的提升對于MSP430G 系列的Flash 存儲器，可以保證至少10000 次的編程和擦除壽命。如圖六所示。

圖六 MSP430G 系列單片機Flash 編程和擦除壽命

采用劃分小頁結(jié)合至少分配2 個大頁的操作方式，則可以大大增加Flash 模擬EEPROM 的擦寫壽命。例如，對于MSP430G 系列單片機，如果將每個小頁的尺寸劃分為16 字節(jié)，采用2 個大頁(每頁512 字節(jié))作為模擬EEPROM 使用，則可以提供64 個操作子頁((512/16)x2=64)，可以保證至少640000 次的擦寫壽命。

3.2 掉電時的異常處理

如果正在進行Flash 數(shù)據(jù)存儲時發(fā)生掉電，數(shù)據(jù)可能會保存不成功，存在異常。為了增強健壯性，在軟件處理上，需要考慮設備異常掉電等可能會導致Flash 擦寫失敗的情況。

在軟件處理中，當成功保存Flash 數(shù)據(jù)后，再寫入該子頁的狀態(tài)標志。單片機上電后，用戶程序?qū)⒉檎易詈笠淮螌懭氲淖禹?，再將該子頁的?shù)據(jù)內(nèi)容并恢復到內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構中。

4. 系統(tǒng)可靠性設計

4.1 時鐘源的選擇

由于驅(qū)動Flash 的時鐘源(ACLK、MCLK、SMCLK)和時鐘頻率可以設定，為了保證在將數(shù)據(jù)寫入模擬EEPROM時的可靠性，建議在將Flash 的時鐘頻率降低后，再對其進行操作。例如將Flash 的時鐘頻率降低到1MHz 后，進行寫入操作。需要注意，在降低了時鐘頻率后，若此時鐘源也是定時器(Timer)的時鐘源，則可能會影響到定時器的定時準確性，需要軟件上做好處理。

4.2 代碼在RAM中運行

由于向Flash 寫入數(shù)據(jù)操作是通過執(zhí)行Flash 中程序代碼，對Flash 進行擦除和編程操作。由于對Flash 的編程需要mcu 內(nèi)部執(zhí)行一個升壓操作，所以如果有足夠的內(nèi)存空間，建議將編程、擦除等關鍵代碼拷貝到RAM中運行，可以使用關鍵字__ramfunc 指定，如下圖七所示。

圖七 使用關鍵字__ramfunc 將程序指定到Ram 中運行

5. 總結(jié)

本文從軟件方面，以及安全性方面探討了使用MSP430G 系列單片機在使用Flash 模擬EEPROM方面的應用，提供了兩種不同的方式供選擇。兩種方式都可以大幅度提高模擬EEPROM的編寫、擦除壽命，并且滿足高可靠性的應用設計，用戶可以結(jié)合具體的應用進行選擇。