当前位置:首页 > 单片机 > 单片机
[导读]MC9S08QG8可用手各种便携式设备和独立信息采集存储设备等产品的开发。采用虚拟EEPROM技术,便可以在需要信息存储的设备中无需再加入EEPROM。在江苏畜牧学院“畜牧养殖自动化管控平台研究”项目中,使用电池供电的信息采集模块(如温度、湿度、气压、氨气等模块)中均采用该型号MCU作为主控MCU,信息数据均采用虚拟EEPROM存储,达到了降低功耗和减少元器件的目标。

引 言
    MC9S08QG8(以下简称QG8)是Freeseale公司于2006年推出的一款HCS08系列MCU。HCS08系列MCU是HC08系列的升级,具有更高的总线频率和更低的工作电压。QG8总线频率可以达到10 MHz,工作电压可以低至1.8 V,尤其是QG系列MCU采用了新型的Flash存储器(HCS08系列MCU的典型型号为MC9S08GB/GT系列MCU,Flash编程擦除可使用2.7 V电压,QG系列MCU工作在1.8 V时即可以对Flash进行操作)。同时低功耗也是QG系列MCU的一大特点。通过降低主频,在总线频率为1 MHz、供电电压2 V、温度125℃的情况下正常工作,典型的芯片电流仅有370μA。而如果进入待机模式,典型的芯片电流则低于1 μA,这些特点使得QG8非常适合使用在电池供电的设备中。
    EEPROM是Flash存储技术成熟之前常用的存储器,它与Flash均可作为程序存储器和数据存储器。但由于EEPROM本身容量和成本的限制,目前大多数MCU都采用Flash作为存储器。用户可以在Flash中存储设置参数、校准参数、保密数据等信息。由于Flash存储区的最小擦除单位是页(QG8一页为512字节),若存储数据长度小于一页,则每次写入或修改数据都必须进行一次页
擦除操作,该页中没有用到的空间就浪费了。相对而言,EEPROM就不存在这个问题,它可以基于字节进行写入和擦除。部分HC08系列MCU(如MC68HC908JL8)为了解决这个问题,在其监控ROM中提供了虚拟EEP一ROM的例程供用户使用。但是QG8不具有监控ROM,也就无法提供类似的功能,本文在QG8擦除/写入Flash的基础上,给出虚拟EEPROM的实现机制和用户接口,实现按字节“写”Flash存储区的功能,提高Flash存储器的使用效率及寿命。

1 设计思路
    使用Flash模拟EEPROM实现按字节读写,其思路是将Flash的一页依据写入数据的长度分为若干相等的部分。为了方便起见,每一部分称为一块,假设划分为N块。在写入前,此页Flash已擦除完毕,第1次写入时将数据写入第1块,当用户对数据修改后重新进行写入时,数据被写入第2块,依次类推,如果进行第N+1次写入,由于该页最多划分为N块,则先执行页擦除,然后将数据写入第1块中。读操作相对于写入操作要简单得多,因为Flash本身支持按字节读操作。
    上述操作是在底层实现的,对于上层开发人员是透明的,上层开发人员只需要调用接口函数EEE_PROG和EEE_READ即可。


2 具体实现
    虚拟EEPROM功能的实现以Flash的擦除/写入为基础。Flash页中包含2部分,一部分是虚拟EEPROM的参数和状态信息,称之为信息区,另外一部分是实际用来存储数据的存储区。信息区中包含EEPROM首次写入的数据长度和控制写入的位置信息;存储区根据数据长度可以划分为N个Flash块,写入第x个块时(x≤N),同时修改信息区的位置信息。进行擦除和写入操作时分别将Flash操作代码放置于RAM中运行。
2.1 FIash擦除/写入的实现
    由于HCS08系列MCU中没有固化ROM,因此也就不具有HC08系列固化的虚拟EEPROM函数或Flash擦除/写入函数,而直接在Flash中执行同一Flash区的操作会引起不稳定的情况。所以借鉴MC68HC908GP32芯片在线编程系统功能的实现机制,将Flash的擦除和写入函数先进行编译,将编译后的二进制代码文件(即S19文件)写入Flash区域。在调用该函数时,先将代码复制到RAM区,然后调用并在RAM区的入口执行相应的Flash操作。为了减少代码量,使用同一函数实现了擦除和写入功能。具体代码如下:


    使用C语言而不是汇编语言编写这个函数是因为C语言表达更清晰,另外目前的C编译器能够产生高效的汇编代码。函数的入口参数cmd为Flash操作命令,具体命令内容及其命令字节如表1所列;ProgAddr为待操作的Flash的地址,若是擦除操作则为Flash页内或者整个Flash内的任意地址;buff-erAddr为缓冲区首地址;buff-ersize为待写入的数据长度。

2.2 存储信息区的设计
   
存储信息区由5个字节构成。其中第一个字节为长度信息,记录的是空白Flash第一次被写入的数据大小。另外四个字节为写入控制信息,用来记录Flash的写入情况。每次写入成功后,将该信息区按从低到高的顺序将对应的位由1变为0。这里需要提到的一点是:Flash被擦除后,每个字节的数据都变为0xFF,对Flash编程,其实是将Flash中每一位由“1”状态变为“O”状态,或者保持“1”状态。正是利用这一点,控制信息可以记录当前Flash数据的写入情况。例如,若长度信息为16,则会用到控制信息的31位;若长度信息为63,则仅用到低8位,写入8次后,若要进行下一次写入操作,由于该页剩余的长度仅有3字节(512—5—63×8),小于63,所以需要擦除后才能进行。为了减少擦除次数,这里规定每次写入的数组长度不能超过63,同时由于控制信息位数的限制,数字长度至少为16字节。存储信息区的结构如下:

2.3 虚拟EEPROM的实现流程
    使用Flash虚拟EEPROM特性存储数据的接口子例程有2个,分别是写入例程EE_PROG和读出例程EE_READ。相对而言,读出例程的实现较为简单,只需要根据存储信息区的长度信息和位置信息通过简单的计算就可以获得。
    EE_PROG函数的流程如图1所示。其中,需要调用擦除/写入函数ProgEraseFlash,以及确定下次向Flash写入的具体位置的GetNextPos函数,该函数也是虚拟EEP—ROM的重要模块。

    GetNextPos函数的流程如图2所示,该函数返回下次写入地址信息。

结 语
    MC9S08QG8可用手各种便携式设备和独立信息采集存储设备等产品的开发。采用虚拟EEPROM技术,便可以在需要信息存储的设备中无需再加入EEPROM。在江苏畜牧学院“畜牧养殖自动化管控平台研究”项目中,使用电池供电的信息采集模块(如温度、湿度、气压、氨气等模块)中均采用该型号MCU作为主控MCU,信息数据均采用虚拟EEPROM存储,达到了降低功耗和减少元器件的目标。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭