17-1-数据处理思想和程序架构: 单片机stm32的flash保存数据优化方案(让擦写次数达到上百万至上千万次)
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说明1:知识从未如此性感。 烂程序员关心的是代码,好程序员关心的是数据结构和它们之间的关系！
说明2:学的是思想，而非程序！此代码思路适用于所有的单片机。
说明3:学会以后,下面的代码可能会跟你一辈子!
说明4:这一系列文章是为大幅度裁剪本人博客文章！使博客文章更有条理。便于推其它教程！
说明
此套方案是刚刚给别人做的项目的一个存储方案,因为很实用,几乎大家都用的到,所以分享给大家使用!
制作原因:
我项目上使用的STM32的Flash存储的数据,STM32的Flash可以反复擦写1万次左右,
由于项目上需要反复的操作Flash,一个小时就需要操作一次,如果每次都擦写,
这样算下来一年就擦写了 8760次,也就可以用 10000/8760 = 1.1年左右就坏掉了.
解决方案思想
1.首先大家需要知道,凡是数据是0xFF的地址,不需要再次擦除就可以写入.
假设一页1024字节,先全部擦除了
由于上面说的特性,可以这样做,
第一次写一个数据到Flash的0地址
第二次写一个数据到Flash的1地址
第三次写一个数据到Flash的2地址
每次写的时候就不需要擦除!
2.其实如果想真正的应用其实是下面这样子
准备好几页Flash,准备一个固定大小的数组,把数据放到数组里面
然后把数组里面的数据拷贝进第一页的最前面,然后再更新数组里面的数据
再把数组的数据拷贝到第一页后面没有使用的地方,然后就是循环
如果第一页不能拷贝了,就把数据拷贝到第二页,然后擦除第一页
如果第二页不能使用了,就把数据拷贝到第三页,然后擦除第二页
如果第三页不能使用了,就把数据拷贝到第四页,然后擦除第三页
如果第四页不能使用了,就把数据拷贝到第一页,然后擦除第四页
然后就是循环
假设数组是20个数据,Flash的每一页最大存储是510个数据
那么每页Flash擦除一次以后可以使用 510/20 = 25次
如果Flash的擦写次数是10000次,那么当前的方式可以使用
25*4*10000 = 100万次
当然如果还嫌小,可以多加几页,如果用10页
25*10*10000 = 250万次
也可以减小数组大小,如果只存2个数据
510/2*4*10000 = 1020万次
源码使用
1.需要这两个文件
用户把以下两个文件移植到自己的工程即可使用!
2.存储数据
1.请用户自行修改Flash的大小和存储数据的页地址
2.默认最大存储20个数据(u16型),第一个和最后一个不可用,最大存储18个数据
请用户根据自己的需求修改!
3.把数据存储到Flash
4.关于存储的数据
用户把数据放到了数组 flash_helper_struct.FlashHelperData[XXX] 里面, XXX范围1-18.
然后调用一下刷新函数,数组里面的数据就存储到了flash里面;
用户获取先前存入的数据实际上只需要从 flash_helper_struct.FlashHelperData[XXX] 数组里面获取.
因为数据就是缓存在数组里面的.
如果用户需要知道Flash是不是存储成功了,用户需要在调用完刷新以后紧接着调用
FlashHelperGetIndex(XXX);//XXX是索引,要和上面数组的下标保持一致.
3.设备重启以后获取先前存入的数据
1.在初始化存储函数后面直接用索引获取即可!
简要概括
1.实际上存数据就是把数据写到
flash_helper_struct.FlashHelperData 数组
然后调用 FlashHelperUpdate();函数刷新一下即可!
注意:
flash_helper_struct.FlashHelperData[0] //第一位
和 flash_helper_struct.FlashHelperData[19] //最后一位
我作为了数据开头和结尾标识,用户不能使用
用户可以用 FlashHelperGetIndex函数获取刚刚写入的数据
用来判断是不是写入成功.
如果写入不成功可以再次调用 FlashHelperUpdate();函数
然后再调用 FlashHelperGetIndex函数获取刚刚写入的数据
扩展(掉电存储)
代码是先写入再判断擦除,一是保证确实写进去,二是为了下面的问题.
假设写入数据的时候突然断电了
用户可以在断电中断函数里面重新设置一下数组的值
然后调用一下刷新函数!
注意:单片机的vbt引脚需要接备用电池!
测试程序是在掉电瞬间把数组FlashHelperData[1]的值改为30后存储到flash
用户可以测试一下给单片机断电上电,然后看下存储的数据.
源码执行效率
1.好的代码,一是稳定性,二是执行效率
其实操作Flash要想执行效率高,就不要频繁的擦除!
当前程序是存储25次数据,擦除一次Flash.
结语
该缓存适合经常操作数据的场合,
不经常操作的数据请用户存到别的地方!!!
不要把所有的数据都用这个方案缓存,因为没有意义!
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