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【RT-Thread】nxp rt10xx SFUD和FAL组件搭建与使用

2022-07-16 03:18:00 【L_17】

开发前准备

  • 硬件平台：nxp rt10xx单片机
  • IDE: Keil
  • spi设备驱动框架已经搭建完毕（本章使用spi2，flash挂载在该位置）

SFUD 简介

SFUD 全称 Serial Flash Universal Driver，是一款开源的串行 SPI Flash 通用驱动库。由于现有市面的串行 Flash 种类居多，各个 Flash 的规格及命令存在差异， SFUD 就是为了解决这些 Flash 的差异现状而设计，让我们的产品能够支持不同品牌及规格的 Flash，提高了涉及到 Flash 功能的软件的可重用性及可扩展性，同时也可以规避 Flash 缺货或停产给产品所带来的风险。

1.SFUD 在 rt-thread 组件中位置

sfud组件在如下路径，README部分有它的详细说明：

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2.Env环境menuconfig配置

打开Env进入RT-Thread Components -> Device Drivers目录，选择如下：

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3.工程中添加SFUD

文件：spi_flash_sfud.c sfud.c sfud_sfdp.c 及相关头文件
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4.应用功能测试

底层IO初始化，注意我们的Flash挂载的位置，本章暂时用的spi非qspi测试

 	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_SD_B1_07_LPSPI2_SCK, 0U); 
	// IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_SD_B1_06_LPSPI2_PCS0, 0U); IOMUXC_GPIO_SD_B1_06_GPIO3_IO06
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_SD_B1_08_LPSPI2_SD0, 0U); 
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_SD_B1_09_LPSPI2_SDI, 0U); 

	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO_SD_B1_07_LPSPI2_SCK, 0x10B0u);
	// IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO_SD_B1_06_LPSPI2_PCS0, 0x10B0u);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO_SD_B1_08_LPSPI2_SD0, 0x10B0u);
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO_SD_B1_09_LPSPI2_SDI, 0x10B0u);

方法一，代码中挂载 W25Q128的块设备，然后执行数据读：

static int hw_spiflash_init(void)
{
    
	int result = RT_EOK;
	
	rt_hw_spi_device_attach("spi2", "spi20", GET_PIN(3, 6));

	if(RT_NULL == rt_sfud_flash_probe("W25Q128","spi20"))
	{
    
		rt_kprintf("probe fail w25q\r\n");
		return -RT_ERROR;
	}
	
    /*根据spi设备名称，查询挂载的SFUD Flash设备*/
    h_sfud_flash = rt_sfud_flash_find("spi20");	
	if(RT_NULL == h_sfud_flash)
	{
    
		rt_kprintf("not find W25Q128\r\n");
		return -RT_ERROR;	
	}
	
	rt_kprintf("spi flash name is %s \n",h_sfud_flash->name);
	
	h_sfud_flash = rt_sfud_flash_find_by_dev_name(h_sfud_flash->name);	
	if(RT_NULL == h_sfud_flash)
	{
    
		rt_kprintf("not find flash devie \n");
	}
	
	sfud_read(h_sfud_flash,0,sizeof(readBuf),readBuf);

	return result;
}

方法二，命令行操作：

实际就只需要spi2总线关联上 spi20 设备就行了，如下代码：

rt_hw_spi_device_attach("spi2", "spi20", GET_PIN(3, 6));

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FAL简介

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 (框架图如下所示)

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1.Env环境menuconfig配置

打开Env进入RT-Thread Components，FAL有如下选项（本章将FAL和SFUD直接关联了，所以全部选上）：

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参考文件夹：rt-thread->components->fal->samples->porting里面有相关内容，我们将fal_cfg.h 和 fal_flash_sfud_port.c文件分别拷贝到上上级目录的inc和src中，等会儿修改相关内容

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注：rt10xx不同于stm32，用户代码部分，很多只有外挂片外rom（flash，sd卡，emmc）启动（非bootrom官方固化好的片内rom代码）。

2.工程中添加FAL组件

文件：fal.c fal_flash.c fal_partition.c fal_rtt.c fal_flash_sfud_port.c

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3.修改fal_cfg.h和fal_flash_sfud_port.c

fal_cfg.h 主要就是填写分区表的一些信息，内容如下：

分区结构体：

/** * FAL partition */
struct fal_partition
{
    
    uint32_t magic_word;

    /* partition name */
    char name[FAL_DEV_NAME_MAX];
    /* flash device name for partition */
    char flash_name[FAL_DEV_NAME_MAX];

    /* partition offset address on flash device */
    long offset;
    size_t len;

    uint32_t reserved;
};
typedef struct fal_partition *fal_partition_t;

#ifndef _FAL_CFG_H_
#define _FAL_CFG_H_

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

/* enable SFUD flash driver sample */
#define FAL_FLASH_PORT_DRIVER_SFUD

extern struct fal_flash_dev flash_w25q;

/* flash device table */
#define FAL_FLASH_DEV_TABLE \ {
       \ &flash_w25q, \ }
/* ====================== Partition Configuration ========================== */
#ifdef FAL_PART_HAS_TABLE_CFG
/* partition table */
#define FAL_PART_TABLE \ {
       \ {
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "bootloader", FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, 0, 256 * 1024, 0}, \ {
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "app", FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, 256 * 1024, 768 * 1024, 0}, \ {
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "preset", FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, (1024) * 1024, 512 * 1024, 0}, \ {
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "img", FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, (1024 + 512) * 1024, 7 * 1024 * 1024, 0}, \ {
      FAL_PART_MAGIC_WROD, "filesystem", FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, (1024 + 512 + 7 * 1024) * 1024, 7 * 1024 * 1024, 0}, \ }
#endif /* FAL_PART_HAS_TABLE_CFG */
#endif /* _FAL_CFG_H_ */

修改文件内容：fal_flash_sfud_port.c，将sfud和fal关联，函数数据等注册到fal_flash_dev结构体中

/**************************************************START OF FILE*****************************************************/

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Includes */
#include <fal.h>

#ifdef FAL_FLASH_PORT_DRIVER_SFUD
#include <sfud.h>
#include <spi_flash_sfud.h>


#ifndef FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME
#define FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME "W25Q128"
#endif

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Functions */
static int init(void);
static int read(long offset, uint8_t *buf, size_t size);
static int write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size);
static int erase(long offset, size_t size);

static sfud_flash_t h_sfud_dev = NULL;
struct fal_flash_dev flash_w25q = 
{
     
	.name     = FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME, 
	.addr     = 0, 
	.len      = (16 * 1024 * 1024), 
	.blk_size = 4096, 
	.ops      = {
    init, read, write, erase},
	.write_gran = 1	
};

static int init(void)
{
    
	if(RT_NULL == rt_sfud_flash_probe(FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME,"spi20"))
	{
    
		rt_kprintf("probe fail w25q\r\n");
		return -RT_ERROR;
	}

#ifdef RT_USING_SFUD
    /* RT-Thread RTOS platform */
    h_sfud_dev = rt_sfud_flash_find_by_dev_name(FAL_USING_NOR_FLASH_DEV_NAME);
#else
    /* bare metal platform */
    extern sfud_flash sfud_norflash0;
    h_sfud_dev = &sfud_norflash0;
#endif

    if (NULL == h_sfud_dev)
    {
    
        return -1;
    }

    /* update the flash chip information */
    flash_w25q.blk_size = h_sfud_dev->chip.erase_gran;
    flash_w25q.len = h_sfud_dev->chip.capacity;

    return 0;
}

static int read(long offset, uint8_t *buf, size_t size)
{
    
    sfud_read(h_sfud_dev, flash_w25q.addr + offset, size, buf);

    return size;
}

static int write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size)
{
    
    if (sfud_write(h_sfud_dev, flash_w25q.addr + offset, size, buf) != SFUD_SUCCESS)
    {
    
        return -1;
    }

    return size;
}

static int erase(long offset, size_t size)
{
    
    if (sfud_erase(h_sfud_dev, flash_w25q.addr + offset, size) != SFUD_SUCCESS)
    {
    
        return -1;
    }

    return size;
}

#endif /* FAL_FLASH_PORT_DRIVER_SFUD */

/****************************************************END OF FILE*****************************************************/

4.应用功能测试

1.底层IO初始化，参考前面

2.SPI BUS总线连接 SPI设备
rt_hw_spi_device_attach("spi2", "spi20", GET_PIN(3, 6));

3.调用fal初始化函数
fal_init();

4.操作 struct fal_flash_dev flash_w25q 结构体，实现读写操作等等
flash_w25q.ops.read(0,readBuf,sizeof(readBuf));

或者省略步骤4，执行命令行操作：

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