MCU的闪存(FLASH)按机制结构划分区域

好的，你问的是MCU 内部 Flash（闪存）按功能结构划分，这个问题其实涉及到 Flash 在 MCU 中的物理布局与功能分区，不同厂商（STM32、NXP、TI、Microchip 等）的划分思路相似，但命名可能略有不同。

一、按作用结构划分

MCU 内部的 Flash 存储器一般按功能划分为以下几个核心部分：

1. 主存储区（Main Flash Memory / Code Area）

作用：存放用户应用程序代码、常量数据（const）、查找表等。
特点：
- 容量最大，占 Flash 绝大部分空间
- 按扇区（Sector）或页（Page）划分，擦除操作以扇区/页为单位
- 可通过 CPU 直接执行代码（XIP, Execute In Place）
访问方式：
- 代码执行：通过指令总线取指
- 内容读取：通过数据总线访问
常见名称：
- STM32：Main Flash memory
- NXP Kinetis：Program Flash
- PIC32：Program Flash

2. 系统存储区（System Memory / Boot ROM）

作用：存放厂家固化的 Bootloader（系统启动程序）和硬件驱动函数（如 USB DFU、UART ISP、I2C/SPI 编程等）。
特点：
- 用户无法修改（出厂已固化）
- 启动时可通过 Boot 引脚或选项字节选择从此区域启动
- 通常容量较小（几 KB ~ 几十 KB）
常见名称：
- STM32：System memory
- NXP：ROM / Boot ROM
- TI：System ROM

3. 选项字节区（Option Bytes / Configuration Area）

作用：存储 MCU 的调整参数，影响启动行为、安全保护、电源管理等。
特点：
- 位置通常在 Flash 最高地址区或单独的配置扇区
- 写/擦除需特殊解锁流程
- 修改后一般需要复位才能生效
常见内容：
- 启动模式选择（Flash / SRAM / System Memory）
- 读保护等级（RDP）
- 写保护（WRP）
- BOR（Brown-Out Reset）等级
- 硬件看门狗调整
常见名称：
- STM32：Option Bytes
- NXP：FTFA (Flash Configuration Field)
- Microchip：Configuration Words

4. 数据存储区（Data Flash / EEPROM Emulation Area）

作用：用于存储用户数据，相当于片内 EEPROM（部分 MCU 没有独立 EEPROM，需用 Flash 模拟）。
特点：
- 按页/扇区擦写
- 擦写寿命低于真正的 EEPROM（1万~10万次）
- 可借助软件算法构建资料更新（如“页交换”）
常见名称：
- STM32：无专用 Data Flash，需在主 Flash 中划分
- NXP：FlexMemory / Data Flash
- Renesas：Data Flash

5. 其他特殊功能区

信息块（Information Block）：存放芯片序列号、校准数据（如 ADC 校准值）等
安全区（Secure Flash）：部分带安全功能的 MCU 用于存放加密密钥、安全代码
OTA 升级区（Dual Bank）：部分 MCU 将主 Flash 分成两个 Bank，支持一边运行一边更新固件

二、功能结构示意图（通用型）

┌───────────────────────────────────────┐
│           Main Flash Memory           │  用户代码区（可分区为 Bank1 / Bank2）
│  (Code, const data, lookup tables...) │
├───────────────────────────────────────┤
│       Data Flash / EEPROM Area        │  数据存储区（可模拟EEPROM）
├───────────────────────────────────────┤
│       System Memory (Boot ROM)        │  出厂Bootloader
├───────────────────────────────────────┤
│        Option Bytes / Config Area     │  启动配置、保护等级等
└───────────────────────────────────────┘

三、访问与控制方式

代码执行：从主存储区或系统存储区直接取指执行
数据读取：CPU 数据总线访问（哈佛架构 MCU 有 I-Code 和 D-Code 总线）
编程/擦除：通过 Flash 控制器寄存器（如 FLASH_CR, FLASH_SR）控制
保护机制：通过选项字节设置读/写保护、安全等级

四、总结对比

功能分区	主要作用	是否可写（用户）	容量	典型位置
主存储区	用户代码、常量	可（需解锁）	最大	低地址区
系统存储区	出厂Bootloader	否	小	固定地址
选项字节区	配置与保护	可（特殊流程）	极小	高地址区
数据存储区/EEPROM	用户数据存储	可（需解锁）	小~中	主Flash末尾或独立
信息块/安全区	序列号、密钥、校准数据	否/限写	极小	固定地址

posted on 2025-09-28 09:48 lxjshuju 阅读(58) 评论(0) 收藏举报