摘要：本文設計了一種利用MCU內部數據Flash存儲非易失性數據的方法，它將數據Flash的若干扇區劃分為多個數據分區，不同數據分區存儲數據在不同歷史時間的拷貝，最新數據分區存儲最新的數據拷貝;在數據讀操作進行時，計算最新數據拷貝的Flash存儲位置，直接讀取該地址;在數據寫操作進行時，判斷數據寫入位置是否已經被擦除，如果寫入位置未擦除，將數據寫入下一個分區，同時將當前分區中的其他數據復制到下一個分區;如果寫入位置已經擦除，直接將數據寫入當前分區中。該方法實現了類似EEPROM的數據讀寫方式，操作方便，應用接口簡單，而且可以盡量避免扇區擦除操作，提高存儲效率，同時提高MCU內部數據Flash的使用壽命。

　　引言

　　在嵌入式系統設計中，經常需要存儲一些非易失性的數據，在筆者開發的電動汽車儀表盤中，需要存儲總里程、小計里程、電機故障等其他信息，采用支持對字節讀寫的EEPROM實現數據存儲，操作起來和RAM一樣簡單方便，但同時會在大批量產品的生產中帶來成本問題和維護問題。在有數據Flash的MCU中，采用數據Flash代替EEPROM實現非易失性的存儲，便可以節約成本且無需維護，筆者所設計的儀表盤采用內置4KB數據閃存的MC9S12HY32做為處理器，足以滿足儀表盤數據存儲要求。用Flash存儲數據的傳統方式是為每個數據分配固定的存儲地址，由于Flash在進行寫操作時需要先擦除數據所在的整個扇區^[1]，對一個數據進行寫操作便會造成對扇區內其他數據的擦除，由于擦除操作耗時較長，不僅效率低，影響嵌入式系統的實時性，而且為了避免丟失其他數據需要相當復雜的處理，對MCU的RAM空間也有一定的要求。如果寫入數據失敗，會造成所寫入數據的丟失，如果在擦除扇區后發生掉電，便會造成扇區內所有數據的丟失。不僅如此，由于每次寫入操作都需要先擦除扇區，以擦除次數表征的Flash使用壽命也無法滿足產品生命周期的要求。本文提供一種利用MCU內部數據Flash存儲非易失性數據的方法^[2]，它不僅操作方便，應用接口簡單，而且可以盡量避免扇區擦除操作，提高存儲效率，同時提高MCU內部數據Flash的使用壽命。

　　總體設計

　　通過在MCU數據Flash上建立多個數據分區，存儲數據的多個拷貝，避免對Flash固定地址的反復擦除，提高Flash的使用壽命，同時通過數據讀寫方法的設計和數據分區的管理，避免對Flash扇區的不必要擦除，并最終實現和EEPROM讀寫很類似的應用接口。具體地，首先根據嵌入式系統的應用需求和MCU內部數據Flash的扇區大小，合理設置數據分區大小和個數，將數據Flash的若干扇區劃分為多個數據分區。在每個數據分區的起始地址設置分區狀態字^[3]，反映數據分區的存儲歷史時間，不同數據分區存儲數據在不同歷史時間的拷貝，當前數據分區存儲最新的數據拷貝;同時為每個數據條目建立數據狀態字，反映該數據在所在分區內存儲地址是否已經被擦除。

　　系統上電后，首先根據數據分區狀態字查找存儲最新數據的分區，將之設置為最新數據分區，并設置其分區狀態字為最新分區狀態字。在數據讀操作進行時，根據最新數據分區及數據在分區內的偏移地址計算最新數據拷貝的Flash存儲位置，直接讀取該地址。在數據寫操作進行時，首先計算該數據的Flash存儲地址，然后根據數據狀態字判斷數據所在的Flash存儲地址是否已經被擦除^[4]，如果寫入位置已經擦除，直接將數據寫入當前分區中，其他數據保持不變;如果寫入位置未擦除，進行分區拷貝操作，即將數據寫入下一個分區，將當前分區中的其他數據依次復制到下一個分區，同時將下一個分區設置為最新數據分區，更新最新分區狀態字并存儲在最新數據分區首地址位置。其設計流程如圖1所示。