Question

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的摘录

闪存擦除周期很长 - 非常长 - 擦除闪存扇区可能需要几秒钟。此外，由于保证擦除/重写周期的数量通常是有限的（通常约10,000或高达100,000），我们不能仅因为一个变量发生变化而擦除整个扇区。方法是“牺牲”整个扇区以进行可变存储。在该扇区中，变量存储在表中。如果变量发生变化，则不会被覆盖，而是丢弃旧值并生成表中的新条目。

我不明白上述说法。

为什么在添加要修改为新数据项的数据而不是“就地”修改现有数据时，我们不必擦除扇区？是因为我们要存储新数据的扇区中的空闲区域是用0x00还是0xFF预先擦除的？

如果上述问题的答案为“是”，是否可以避免在下述情况下的擦除周期？

我正在将系统日志写入闪存。一旦闪存区域完全填满系统日志，我需要删除最早的日志条目并将其替换为最新的日志条目。在这种情况下，我想不出一个可以避免擦除的情况。我之前从未使用过闪存驱动程序。任何帮助将不胜感激。我不是母语为英语的人，希望这个问题不含糊。谢谢。

Answer 1

当您在MCU上没有任何正确的数据闪存（或eeprom）时，会弹出这类问题，因此您需要使用程序闪存来存储数据。程序闪存的工作方式与数据闪存的工作方式相同，但由于它不应经常被擦除，因此可以使用物理上较小的电路。因为，通常：物理电路越小，擦除扇区越大。

问题在于擦除大型闪存扇区需要花费大量时间。但是一旦整个扇区被擦除（通常所有单元都设置为1），您就可以写入任何擦除的存储器位置一次。基本上你总是可以将1变为0，而不是在没有擦除的情况下将0变为1。所以你确实可以写，因为该区域是预先擦除的。这样的写入几乎不需要擦除。

因此，存在各种或多或少混淆的算法来利用这一点。这不是我推荐的解决方案，但我可以解释一下，因为不幸的是它很常见：

假设您在闪存扇区内有两个变量，您需要立即更新。每个都有1个字节的数据。然后，您还将为每个变量提供一个唯一的搜索键（不能是已删除的闪存单元的值）并将其存储为：

Address  Key   Value
0x0000   0x01  0xAA
0x0002   0x02  0xBB

您将拥有一些类似

的程序结构

typedef struct
{
  uint8_t key;
  uint8_t val;
} flash_var;

const flash_var* x = (flash_var*)0x0001;
const flash_var* y = (flash_var*)0x0002;

接下来，您要将x的值更改为0xCC。您可以调用闪存编程驱动程序，它会在下一个可用的闪存位置写入新变量的副本。你的闪光灯现在看起来像这样：

Address  Key   Value
0x0000   0x01  0xAA
0x0002   0x02  0xBB
0x0004   0x01  0xCC

因此，您有两个变量x的副本，但程序会将指针更新为仅指向最新出现的变量。前一个只是坐在闪光灯中，作为死亡空间＆＃34;。通过从闪存块的末尾搜索，向后朝向开头查找搜索键0x01的第一个匹配项，您始终可以找出哪个是最新的。

这意味着在开机时，找到变量不是随机访问，而是一个非常慢的线性搜索。

此算法存在以下几个问题：

不是随机访问，但搜索速度很慢。
实施许多额外的复杂性，这增加了错误和占用资源的机会。
存在相同数据的副本。对于任务关键型系统而言，这是不可接受的。假设搜索密钥被破坏 - 而不是找不到任何内容并报告错误，程序将获取旧数据。
根据闪光灯的性质，您可能希望在闪光灯中包含校验和。使用上述算法，每个变量都必须有一个单独的校验和，这是一个巨大的空间浪费。
当闪存扇区变满时，无论如何都必须擦除闪存扇区。然后，您必须想出一种暂时将变量存储在RAM中的方法。它变得复杂。
但最重要的是，该行业可能在任何特定时间都被填补，而且可能很难预测何时。您的程序必须能够处理这种特殊情况，并在发生时应对长擦除时间。这是最糟糕的情况，实时嵌入式系统必须始终在最坏情况之后进行设计。

这是主要的逻辑缺陷：如果你的程序可以处理特殊情况，当扇区被填满并且你必须擦除时，为什么它不能每次都处理相同的情况呢？也就是说，既然你的程序必须能够处理这个问题，你也可以每次擦除整个扇区。

事实证明，该算法只能在最佳情况下节省时间，这是无用的，因为无论如何必须在最坏情况下编写函数。在最糟糕的情况下，这是你必须设计的，它根本不会节省任何时间。实际上，算法引入的额外复杂性使得最坏情况需要花费更多时间。

这就是为什么这些算法在每个设计上有些混淆。在设计合理的实时系统中，它们只保存闪存写入周期，而不是其他任何东西。

总而言之，我建议不要使用这些算法。相反，选择具有适当数据闪存的MCU。它将具有更小的扇区，更快的擦除时间和更多的写周期。

闪存芯片的数据处理

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