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背景

        项目中总是会遇到存储数据的需求，当成本没有限制时，可以用考虑在项目中使用铁电来实现存储需求，但如果资源有限，成本要求更低，存储数据很少也比较单一的情况下，可以使用flash来实现，MCU内部的flash，或者外部的nor flash都可以。下面介绍一个我在项目中实现的案例。用低功耗单片机实现采集脉冲信号，通过LoRa将数据传输出去，采集的信号需要保存下来，使用了小华的HC32L110芯片，TSSOP20的封装，16个可用管脚，还有一路RS485，具体可以看看《无线传输终端（LoRa DTU）》中的介绍，这块只说说关于数据存储部分。

技术介绍

        铁电存储器（Ferroelectric RAM,FRAM），具有低功耗，读写次数没限制，数据保存十年的特性，非常适合嵌入式场景下，需要存储数据的要求，缺点是，容量小，价格贵。

        Nor Flash，也具有低功耗，读写次数可到十万次，数据也可以长久保存，支持按位写入，但只能将数据1变为0，如果要将0变为需要整个扇区进行擦除操作。

        nand flash，在嵌入式系统基于MCU的开发很少使用，需要MCU管理坏块，需要占用一些资源，存储量也比较大，MCU场景一般没有太多的数据要进行存储。

        当前环境下，MCU内部集成的程序存储器基本都换成了Nor Flash，所以项目中可以使用MCU内部的Nor flash来实现数据的存储。

算法介绍

        基于笑话的HC32L110单片机，内部集成32K的Flash，将最后两个扇区用来存储脉冲总数信息。

• 累计脉冲数为32位的无符号整数，占用4个字节空间；
• HC32L110的单个扇区位512个字节；
• 使用扇区结尾的16个字节，16*8=128个bit位来表示后面128个位置的存储信息，0表示已存储信息，1表示未使用；
• 每个存储位置为4个字节的无符号整数，4*128=512个字节，超出了单个扇区的大小，所以有效存储个数为124个，124*4+16=512个字节。
• 使用最后两个扇区来实现数据的交替存储。

#define BIT_MAP_ADD		    496
#define BIT_MAP_SIZE		16
#define DATA_SIZE	    	124


typedef union {
	uint32_t u32_byte[BIT_MAP_SIZE/4];
}bit_map_u;

typedef struct {
	uint32_t port;
	bit_map_u bit;
	uint32_t cur;
}bit_map_s;

int32_t bit_map_init(bit_map_s *bit_map);
int32_t bit_map_read(bit_map_s *bit_map,uint32_t addres,uint32_t *p_data);
int32_t bit_map_read_cur(bit_map_s *bit_map,uint32_t *p_data);
int32_t bit_map_write(bit_map_s *bit_map,uint32_t data);
int32_t bit_map_erase(bit_map_s *bit_map);

代码实现：

#include "flash_bit_data.h"
#include <stdio.h>
#include "hal_flash.h"

#define FLASH_ADD_1		0x7A00
#define FLASH_ADD_2		0x7C00
int32_t bit_map_init(bit_map_s *bit_map)
{
	int32_t ret = -1; 
	uint32_t i = 0;
	
	if(bit_map == NULL){
		return ret;
	}
	
	switch(bit_map->port){
	case 0:
		flash_multi_read(FLASH_ADD_1 + BIT_MAP_ADD,bit_map->bit.u32_byte,BIT_MAP_SIZE);
		break;
	
	case 1:
		flash_multi_read(FLASH_ADD_2 + BIT_MAP_ADD,bit_map->bit.u32_byte,BIT_MAP_SIZE);
		break;
	
	default:
		break;
	}
	for(i = 0;i < BIT_MAP_SIZE;i++){
		switch(bit_map->bit.byte[i]){
		case 0xFF:
			bit_map->cur = i*8;
			break;
		
		case 0xFE:
			bit_map->cur = i*8 + 1;
			break;
		
		case 0xFC:
			bit_map->cur = i*8 + 2;
			break;
		
		case 0xF8:
			bit_map->cur = i*8 + 3;
			break;
		
		case 0xF0:
			bit_map->cur = i*8 + 4;
			break;
		
		case 0xE0:
			bit_map->cur = i*8 + 5;
			break;
		
		case 0xC0:
			bit_map->cur = i*8 + 6;
			break;
		
		case 0x80:
			bit_map->cur = i*8 + 7;
			break;
		
		case 0x00:
			bit_map->cur = i*8 + 8;
			break;
		
		default:
			return ret;
		
		}
		if(bit_map->bit.byte[i] != 0){
			break;
		}
	}
	
	ret = 0;
	
	return ret;
}

int32_t bit_map_read(bit_map_s *bit_map,uint32_t addres,uint32_t *p_data)
{
	int32_t ret = -1; 
	uint32_t addr_temp = 0;
	
	if((bit_map == NULL) || (addres >= DATA_SIZE)){
		return ret;
	}
	
	switch(bit_map->port){
	case 0:
		addr_temp = FLASH_ADD_1;
		break;
	
	case 1:
		addr_temp = FLASH_ADD_2;
		break;
	
	default:
		break;
	}
	flash_multi_read(addr_temp + addres*4,p_data,4);
	
	return 0;
}

int32_t bit_map_read_cur(bit_map_s *bit_map,uint32_t *p_data)
{
	int32_t ret = -1; 
	uint32_t addr_temp = 0;
	
	if((bit_map == NULL) || (bit_map->cur >= DATA_SIZE)){
		return ret;
	}
	
	switch(bit_map->port){
	case 0:
		addr_temp = FLASH_ADD_1;
		break;
	
	case 1:
		addr_temp = FLASH_ADD_2;
		break;
	
	default:
		break;
	}
	flash_multi_read(addr_temp + (bit_map->cur - 1)*4,p_data,4);
	
	return 0;
}
int32_t bit_map_write(bit_map_s *bit_map,uint32_t data)
{
	int32_t ret = -1; 
	int32_t i = 0;
	uint32_t addr_temp = 0;
	
	if((bit_map == NULL) || (bit_map->cur >= DATA_SIZE)){
		return ret;
	}
	
	if(bit_map->cur >= DATA_SIZE){
		ret = -2;
		return ret;
	}
	
	switch(bit_map->port){
	case 0:
		addr_temp = FLASH_ADD_1;
		break;
	
	case 1:
		addr_temp = FLASH_ADD_2;
		break;
	
	default:
		break;
	}
	i = bit_map->cur%8;
	bit_map->bit.byte[bit_map->cur/8] = (~(1<<i)) & bit_map->bit.byte[bit_map->cur/8];
	flash_multi_bprog(addr_temp + BIT_MAP_ADD + bit_map->cur/8,&bit_map->bit.byte[bit_map->cur/8],1);
	flash_multi_wprog(addr_temp + bit_map->cur*4,&data,4);
	bit_map->cur++;
	ret = 0;
	
	return ret;
}

int32_t bit_map_erase(bit_map_s *bit_map)
{
	int32_t ret = -1; 
	uint32_t addr_temp = 0;
	
	if(bit_map == NULL){
		return ret;
	}
	
	switch(bit_map->port){
	case 0:
		addr_temp = FLASH_ADD_1;
		break;
	
	case 1:
		addr_temp = FLASH_ADD_2;
		break;
	
	default:
		break;
	}
	
	flash_ROM_ioctrl(IOCTRL_ROM_ERASE_SECTOR,(uint8_t *)&addr_temp);
	bit_map->cur = 0;
	ret = 0;
	
	return ret;
}