23. FLASH 控制器与 ISP 操作

23.1. 概述

SWM221 系列内置FLASH。可以通过调用 IAP 函数或寄存器读写的方式进行 FLASH 操作。

重要

操作FLASH前，需要关闭中断，防止打断造成写入错误。

23.2. 特性

支持FLASH编程
支持ISP（在系统编程）更新用户程序
支持BOOT自定义
支持加密

23.3. 功能描述

23.3.1. FLASH操作

FLASH操作可以通过寄存器进行操作，也可以通过IAP函数进行擦除及写入。

SWM221 系列芯片 FLASH 每一页(PAGE)为 512 个字节(Bytes)。写入时最小单元为 2 个字（32-bit，Word），但是系统数据总线只有 32-bit，必须通过连续 2 次对 DATA 寄存器写入 2 个 32-bit 数据来完成一次的写入。 FLASH 写入接口 DATA 寄存器是以 FIFO 方式实现。

23.3.1.1. 寄存器操作

FLASH 擦写操作流程均可在 FLASH 或 SRAM 中执行。

ERASE操作

必须连续依次只对 CFG1 寄存器写入 0x5A5A5A5A，0xA5A5A5A5 解除 FLASH 的只读属性。
FLASH 擦写使能位 CFG0.WREN 置 1。
往 ERASE.ADDR 高 8 位写入 PAGE 地址，低 8 位写入 0，同时 REQ 写入全 1；进行全片擦除，则往 ERASE.ADDR 写入全 1，同时 REQ 写入全 1。
查询 STAT.ERASEBUSY 位, 直至状态从 1 变为 0，擦除完成。当 FLASH 完成擦除操作后，方可对 FLASH 进行其他操作。
重复以上两个步骤持续进行擦除其它页。
FLASH 擦写使能位 CFG0.WREN 置 0。
往 CFG1 寄存器写入任意值，恢复 FLASH 只读属性。

PROGRAM 操作

必须连续依次对 CFG1 寄存器写入 0x5A5A5A5A，0xA5A5A5A5 解除 FLASH 的只读属性。
FLASH 擦写使能位 CFG0.WREN 置 1。
地址写入 ADDR 寄存器，必须双字（64-bit）对齐。
DATA 寄存器连续写入 2 个字（32-bit）。
查询 STAT.FIFOEMPTY 位, 直至状态从 1 变为 0 后，表示数据已经从缓冲区读取，此时可以继续写下一组数据。
重复以上两个步骤持续进行写入， ADDR 地址自动递增。如需要改变地址，则需要重新写 ADDR 寄存器。
查询 STAT.PROGBUSY 位，直至状态从 1 变为 0，写入完成。当 FLASH 完成写入操作后，方可对 FLASH 进行其他操作。
FLASH 擦写使能位 CFG0.WREN 置 0。
往 CFG1 寄存器写入任意值，恢复 FLASH 只读属性。

重要

我司不建议用户通过寄存器直接操作 FLASH 擦写。如有需要请联系技术支持。

请使用芯片内置 IAP 函数进行 FLASH 擦写操作。

23.3.1.2. IAP操作

IAP 函数作为片内驻留程序，其提供了针对 FLASH 的相关操作 IAP 函数为 Thumb 代码，分为擦除函数（驻留地址为 0x1000401）和写入函数（驻留地址为 0x1000461），建议使用如下方式调用：

擦除函数类型定义:

typedef uint32_t (*IAPFunc1) (uint32_t PageNum);

IAPFunc1 FLASH_PageErase = (IAPFunc1) 0x1000401;

变量定义如下：

PageNum： FLASH 擦除目标页码，以 PAGE 为单位，0 为首地址，N 为 PAGE * N 对应地址

返回值:

0：擦除成功

1：擦除失败，参数错误

调用

Result = FLASH_PageErase(10);

擦除第 10 * PAGE 的内容。Result 返回 0 表示成功。

写入函数类型定义:

typedef void (*IAPFunc2) (uint32_t faddr, uint32_t raddr, uint32_t cnt);

IAPFunc2 FLASH_PageWrite = (IAPFunc2) 0x1000461;

变量定义如下：

faddr： FLASH 写入目标地址，字对齐

raddr： RAM 写入目标地址，字对齐

cnt：写入数量，字为单位，长度不超过1page

返回值:

0：写入成功

1：写入失败，参数错误

调用:

Result = FLASH_PageWrite(0x400, 0x20000400, 8)；

将 RAM 地址 0x20000400 开始的 8 * 4 个字节写入flash 地址 0x400 起始。Result 返回 0 表示成功。

调用 IAP 函数时，应保证栈空间剩余 24 个字节（byte）以上。执行写操作前，需确认对应目标地址已经执行过擦除操作。

备注

详细IAP操作请参阅库函数。

23.3.2. ISP（在系统编程）模式

当芯片上电后检测到 ISP 引脚持续 5ms 以上的高电平后，将会进入 ISP 模式。配合上位机及串口可执行程序更新操作，具体引脚请参考 SWM221 系列数据手册之管脚定义章节。

注意

ISP方式的串口烧录时，默认使用 C0 (UART1_TX) 以及 C1 (UART1_TX) 作为串口通讯使用。

详细ISP操作请参阅应用文档及库函数。

23.3.3. BOOT 自定义

FLASH 地址空间支持将指定地址的 2KB 数据映射至 0x00000000 空间，通过 REMAP 寄存器实现。将地址（2KB 对齐）写入 REMAP 寄存器 BASEADD，并将 EN 位置1，则指定地址内容将被映射至 0x00000000 空间，可通过此功能实现向量表的重映射。

例如

BOOT： 0x00000000 ~ 0x00004000

USER： 0x00004000 ~ 0x00008000

在 BOOT 中配置 REMAP 寄存器地址为 0x00004000 并使能，并跳转至 USER 执行，当读取 0x00000000 地址时，返回内容为 0x00004000 地址内容。

23.3.4. 加密方式

控制器加密支持以下三种级别：

级别	说明	关键字值
级别 1	不加密，SWD 可正常读写。	0x00000000
级别 2	SWD 读取加密，SWD 无法读取 FLASH，只能执行擦除操作，连接 SWD 后，FLASH 无法执行读操作，读取 FLASH 会进入 Hardfault。	0x43211234
级别 3	SWD 封锁，SWD 无法执行读取及擦除工作，只能通过 ISP 进行擦除。	0xABCD1234

提示

通过在用户程序中将 0x0000001C 偏移地址配置为指定关键字，即可实现指定级别的加密。程序下载后再次上电后，芯片将处于指定加密级别的状态。

23.4. 寄存器映射

名称	偏移	复位值
FLASHCTL BASE：0x40045000
DATA	0x00	-
ADDR	0x04	0x00000000
ERASE	0x08	0x00000000
CACHE	0x0C	0x00000000
CFG0	0x10	0x00000000
CFG1	0x14	0x00000000
CFG2	0x18	0x00000053
STAT	0x24	0x000000A8
REMAP	0x28	0x00000000

23.5. 寄存器描述

23.5.1. DATA寄存器

偏移: 0x00

复位值: N/A

31	30	29	28	27	26	25	24

23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8

7	6	5	4	3	2	1	0
DATA

位域	名称	类型	描述
31:0	DATA	WO	FLASH 写入数据 FIFO 入口。CFG0[9] 为 1 才可以向这个寄存器写入数据。

23.5.2. ADDR 寄存器

偏移: 0x04

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24

23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8

7	6	5	4	3	2	1	0
ADDR

位域	名称	类型	描述
31:0	ADDR	WO	FLASH 写入起始地址

23.5.3. ERASE寄存器

偏移: 0x08

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24
ERASE_REQ
23	22	21	20	19	18	17	16
							ADDR[16]
15	14	13	12	11	10	9	8
ADDR[15:8]
7	6	5	4	3	2	1	0
ADDR[7:0]

位域

名称

类型

描述

31:24

REQ

R/W

0xFF: 擦除请求有效

其它值: 擦除请求无效

23:17

-

R/W

保留，必须保持复位值。

16:0

ADDR

R/W

擦除地址，高8位有效，每次擦出512byte空间。全 1 表示全片擦除。

23.5.4. CACHE寄存器

偏移: 0x0C

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24
CCLR
23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8

7	6	5	4	3	2	1	0
							EN

位域	名称	类型	描述
31	CCLR	R/W	清空 Cache，写 1 有效，自动清零
30:1	-	R/W	保留, 必须保持复位值。
0	EN	R/W	CACHE 使能，1有效。默认关闭

23.5.5. CFG0寄存器

偏移: 0x10

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24

23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8
						WREN
7	6	5	4	3	2	1	0

位域	名称	类型	描述
31:10	-	R/W	保留，必须保持复位值。
9	WREN	R/W	FLASH 擦除与写入使能，1有效。
8:0	-	R/W	保留，必须保持复位值。

23.5.6. CFG1寄存器

偏移: 0x14

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24
CFG1[31:24]
23	22	21	20	19	18	17	16
CFG1[23:16]
15	14	13	12	11	10	9	8
CFG1[15:8]
7	6	5	4	3	2	1	0
CFG1[7:0]

位域

名称

类型

描述

31:0

CFG1

WO

连续依次写入0x5A5A5A5A， 0xA5A5A5A5后，解除 FLASH 的只读属性，允许擦除和编程。

写入其它任意值恢复只读属性。

23.5.7. CFG2寄存器

偏移: 0x18

复位值: 0x00000053

31	30	29	28	27	26	25	24

23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8
CLK_CYC
7	6	5	4	3	2	1	0

位域

名称

类型

描述

31:16

RO

保留，必须保持复位值

15:0

CLK_CYC

R/W

系统时钟周期，以 ns 为单位，向下取整。比如当系统时钟为 8MHz，则周期配置为 125。

为防止复位阶段因 HRC 频偏导致 FLASH 访问不成功，复位设置为12M频率对应值。

请使库函数提供的 Flash_Param_at_xMHz() 函数操作此寄存器。

23.5.8. STAT寄存器

偏移: 0x24

复位值: 0x000000a8

31	30	29	28	27	26	25	24
IDLE
23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8

7	6	5	4	3	2	1	0
READONLY			FIFOFULL	FIFOEMPTY	READBUSY	PROGBUSY	ERASEBUSY

位域	名称	类型	描述
31	IDLE	RO	0: FLASH 操作进行中。 1: FLASH 空闲。
30:8	-	RO	保留，只读。
7	READONLY	RO	FLASH 只读属性生效。
6:5	-	RO	保留，只读。
4	FIFOFULL	RO	FIFO 满。
3	FIFOEMPTY	RO	FIFO 空。
2	READBUSY	RO	FLASH 读操作进行中。
1	PROGBUSY	RO	FLASH 写入操作进行中。
0	ERASEBUSY	RO	FLASH 擦除操作进行中。

23.5.9. REMAP寄存器

偏移: 0x28

复位值: 0x00000000

31	30	29	28	27	26	25	24

23	22	21	20	19	18	17	16

15	14	13	12	11	10	9	8

7	6	5	4	3	2	1	0
	REMAP_OFFSET						ON

位域

名称

类型

描述

31:7

-

R/W

保留，必须保持复位值。

6:1

REMAP_OFFSET

R/W

当 REMAP 打开时，对 0 地址开头的 2KB 地址的访问都映射到 REMAP_OFFSET 基地址对应的 2KB 地址。

0

ON

R/W

置 1 打开 REMAP 功能。REMAP 操作只作用于 FLASH 读取操作。

进入和退出 REMAP 前需关闭 CACHE 功能，并执行一次 CACHE 清除操作。