ESP8266-12E/F相关内存

两款模组在使用功能和内存功能都一样

模组中主要部分的芯片是乐鑫的esp8266，flash使用w25q32（4MB）

w25q 系列生产的加工的商家很多，但是里面的分布和命名规则都是一样的。比如华邦的w25q64，spi通讯接口，64就是指 64Mbit 也就是 8M 的容量。而我们平时的8266-12f的 32Mbit 就是 4M 容量。

以 w25q32 为例，里面的存储分布。w25q32把4M容量分为了 64 块，每一块又分为 16 个扇区，而每个扇区占 4K 大小。由此可计算到，w25q32有 32Mbit / 8 * 1024 / 16 / 4 = 64 块，有 64 * 16 = 1024 个扇区。

注：1B=8 Bit ，1KB＝1024B ，1MB＝1024KB

内存介绍

esp8266主要有内部芯片内存和外部Flash内存

程序区：代码编译生成的 bin 文件，烧录到 Flash 占用的区域，请勿改写；
系统参数区： esp_iot_sdk 中底层用于存放系统参数的区域，请勿改写；
用户参数区：上层应用程序存储用户参数的区域。开发者请根据实际使用的 Flash size 设置，可以参考文档“2A-ESP8266__IOT_SDK_User_Manual” 中的 “Flash Map” 一章。

芯片内存

esp8266 sdk 默认将 iRAM 中 0x40108000 开始的 32KB 空间用作 cache，sdk 启动后会将对应的 spi flash 空间映射到 cache 空间。
esp8266 sdk 中，支持若干种 flash map 方式，有 256KB + 256KB、512KB + 512KB、1024KB + 1024KB。
在 256KB + 256KB 和 512KB + 512KB 两种 map 方式中，user1.bin 和 user2.bin 均在第一个 1MB 空间，因此映射到同一个 1MB 空间。

w25q32内存分布
注意擦除或写入都是以扇区为最小单位。

Non-FOTA

FOTA

ESP8266和w25q32内存分布说明

ESP826612F/E里面使用w25q32作为了flash存储.

提前说下哈,bit代表位也就是 0 1 0 1 , Bit代表字节 ,一字节就是8位

w25q32的容量是32Mbit 也就是 32/8 = 4MB字节 = 4*1024 = 4096KB字节

然后 w25q32 这个芯片规定每 64KB字节作为一个块

所以呢w25q32总共分成了 4096/64 = 64个块,不要问我,块是神么…..就是一块一块的区域,所以就是块…

然后 w25q32 这个芯片还规定每 4KB字节作为一个扇区.每256字节作为一页.

所以所有的扇区个数是 64*16 = 1024个

ESP8266内存规定

芯片是4096KB字节 = 4096*1024 = 4194304字节 = 0x400000

eagle.flash.bin 从flash的最开始的地址开始存储

eagle.irom0text.bin (0x10000 = 65536) 偏移了65536字节即64KB

esp_init_data_default.bin (0x3FC000) 从倒数第4个扇区开始存储 (注:0x400000 - 4096-4096-4096-4096 = 0x3FC000)

blank.bin (0x3FE000)从倒数第2个扇区开始存储 (注:0x400000 - 4096-4096 = 0x3FE000)

注意,未使用区域是变化的…咱编译完程序会显示eagle.irom0text.bin 大小

随着程序量的增加eagle.irom0text.bin 大小也在增加

其实呢咱使用上面的未使用区域的时候一般可以从0x3FC000地址往前推,

(提醒:以一个扇区4KB作为最小使用哈,因为擦除的时候最小擦除是4KB)

假设咱感觉存储咱自己的数据只使用4KB就可以了,那么就是在 0x3EB000地址开始存储咱自己的数据.

0x3FC000 - 4KB = 0x3EB000 即从倒数第5个扇区开始存储数据

其实从0x3FC000 到 0x3FE000 总共有8KB,所有中间有两个扇区

因为esp_init_data_default.bin 的大小是固定的哈不会超过4KB,

所以0x3FE000 左面的那个4KB的扇区也是可以使用的

开始的地址是 0x3FD000 即从倒数第三个扇区存储数据

提供的API函数

擦除某个扇区

总共1024个扇区,扇区号从0开始,所以是 0 - 1023

列如擦除上面的倒数第5个扇区就是 spi_flash_erase_sector (1019)

往扇区里面写数据

从flash里面读取数据

SDK还封装了一套交替存储API

就是使用3个扇区保存数据,第一个扇区和第三个扇区来回的保存数据

第二个扇区只保存一个标志位,标志当前数据是存储在第一个扇区还是第二个扇区(程序内部实现)

API函数的第二个参数假设是 1017

那么就是使用第1017和1018扇区来回的保存数据,1018扇区保存标志位

注意:关于4字节对齐

如果你存储数据,存储的数据个数是4的倍数就可以.

一般咱都会把数据放到一个数组里面,所以咱把数组长度定义为4的倍数就可以

我上面说的是char型的数组

如果是u16型的数组,数组长度定义为2的倍数就可以

如果是u32的就随意啦….

开始实践(普通)

//设置扇区地址
#define flash_save_sector 1019
//设置写入flash的起始地址
#define flash_save_addr  flash_save_sector*4*1024 //(该扇区的起始地址)
//存储的数据
char flash_data[16] = "test flash data";
/**
* @brief   system_done
* @param   None
* @param   None
* @retval  None
* @warning None
* @example
**/
void system_done(void)
{
    char temp[16];
    //擦除扇区
    spi_flash_erase_sector (flash_save_sector);
    //写入数据
    spi_flash_write(flash_save_addr,(uint32 *)flash_data,sizeof(flash_data));
    //读取数据
    spi_flash_read(flash_save_addr,(uint32 *)temp,sizeof(temp));

    os_printf("\r\n save data =%s \r\n",temp);
}


void ICACHE_FLASH_ATTR user_init(void){
    uart_init_2(BIT_RATE_115200,BIT_RATE_115200);
    //注册系统初始化完成回调函数
    system_init_done_cb(system_done);
}

Flash读写接口

SPI Flash 接口位于 /ESP8266_NONOS_SDK/include/spi_flash.h。

system_param_xxx 接口位于 /ESP8266_NONOS_SDK/include/user_interface.h。

spi_flash_erase_sector

spi_flash_write

注意：

Flash 请先擦再写。

Flash 读写必须 4 字节对齐。

示例代码：

#define N 0x7C
 
uint32 data[M];
 
spi_flash_erase_sector (N);
 
spi_flash_write (N*4*1024, data, M*4);

spi_flash_read
system_param_save_with_protect
system_param_load

示例代码：

/***************Flash 读写结构体声明***************/
 
struct esp_platform_saved_param {
 
// 服务器参数
uint8 devkey[40];
uint8 token[40];
uint8 activeflag;
char server_domain[64];
ip_addr_t server_ip;
int server_port;
 
// AP参数
uint8 ssid[32];
uint8 password[64];
int authmode;
uint8 ssid_hidden;
 
// 填充
uint8 pad[2];
};
 
/***************Flash 读写结构体定义***************/
struct esp_platform_saved_param esp_param;
 
/***************Flash 写入数据***************/
system_param_save_with_protect(0x7D, &esp_param, sizeof(esp_param));
 
/***************Flash 读出数据***************/
system_param_load(0x7D, 0, &esp_param, sizeof(esp_param));

开始实践(Flash读写保护)

实现原理

Espressif Flash 读写保护示例，使用 三个 sector（扇区）实现（每 sector 4KB），提供 4KB 的可靠存储空间。 将 sector 1 和 sector 2 作为数据 sector，轮流读写，始终分别存放“本次”数据和“前一次”数据，确保了至少有一份数据存储安全；sector 3 作为 flag sector，标志最新的数据存储 sector。

保护机制如下：

初始上电时，数据存储在 sector 2 中，从 sector 2 中将数据读到 RAM。
第一次写数据时，将数据写入 sector 1。此时若突然掉电，sector 1写入失败，sector 2 & 3数据未改变；重新上电时，仍是从 sector 2 中读取数据，不影响使用。
改写 sector 3，将标志置为 0，表示数据存于 sector 1。此时若突然掉电，sector 3 写入失败，sector 1 & 2 均存有一份完整数据；重新上电时，因 sector 3 无有效 flag，默认从 sector 2 中读取数据，则仍能正常使用，只是未能包含掉电前对 sector 1 写入的数据。
再一次写数据时，先从 sector 3 读取 flag，若 flag 为0，则上次数据存于 sector 1，此次应将数据写入 sector 2；若 flag 为非 0，则认为上次数据存于 sector 2，此次应将数据写入 sector 1。此时若写数据出错，请参考步骤 2、 3的说明，同理。
写入 sector 1（或 sector 2）完成后，才会写 sector 3，重置 flag。注意：只有数据扇区（sector 1或 sector 2）写完之后，才会写 flag sector（sector 3），这样即使 flag sector 写入出错，两个数据扇区都已存有完整数据内容，目前默认会读取 sector 2。

软件示例

在 IOT_Demo 中，使用 0x3C000 开始的 4 个 sector（每 sector 4KB），作为用户参数存储区。其中 0x3D000、 0x3E000、 0x3F000 这 3 个 sector 实现了读写保护的功能，并存储了应用级参数 esp_platform_saved_param。

图中“有读写保护的存储区”， IOT_Demo 中建议调用 system_param_load 和 system_param_save_with_protect 进行读写。

system_param_load - 读 Flash 用户参数区数据

system_param_save_with_protect - 写 Flash 用户参数区数据

参数 struct esp_platform_saved_param 定义了目前乐鑫存储于 Flash 的用户应用级数据，用户只需将自己要存储的数据添加到结构体 struct esp_platform_saved_param 后面，调用上述两个函数进行 Flash 读写即可。

Flash读写保护参考一

方法： “轮流写入”+“首部记数”+“尾部校验”

占用空间： 2 个 sector，共计 8KB；提供 4KB 的带数据保护存储空间。

原理：

仍然 采用两个数据 sector 轮流写入来做备份数据保护，只是不再专门设立 flag sector。记一个 counter，写入数据 sector 的首部，每次写入时计数加一，用记数比较来判别下一次应写入哪个 sector；在数据尾部加入校验码（CRC、checksum 等任一种校验方式），用以验证数据的完整性。

(1) 假设初次上电，数据存储在 sector A， sector A 的记数为初始值 0xFF，从 sector A 将数据读入 RAM。

(2) 第一次数据写入 sector B，则在 sector B 首部信息中记录 counter 为 1，尾部加入校验码。

(3) 再次写入数据时，先分别读取 sector A/B 的 counter 值进行比较，此次应当将数据写入 sector A， sector A 首部记录 counter 为 2，尾部加入校验码。

(4) 若发生突然掉电，当前正在写入的 sector 数据丢失，重新上电时，先比较 sector A/B 的 counter 值，读取 counter 值较大的完整 sector，根据 sector 尾部的校验码进行校验，当前 sector 数据是否可靠，若校验通过，则继续执行；若校验失败，则读取另一个 sector 的数据，校验，并执行。