详细解读STM32 FSMC

一、FSMC简介

外部存储器接口（FSMC）是STM32系列芯片中的一部分，提供了对外部存储器的控制。这些存储器可以是 SRAM、 NOR Flash 或NAND Flash 等设备。FSMC 具有16位总线宽度，支持异步访问和同步访问。

二、FSMC的重要性

由于内部闪存空间有限，无法满足大型应用程序或数据存储的需求，因此外部存储器是必不可少的。FSMC 可以直接访问外部存储器，而不需要使用微控制器来管理存储器。这大大提高了访问速度和效率。FSMC具有一些额外的特征，可以使我们的设计实现高速读取操作。

三、FSMC的使用方法

FSMC 能够接口各种类型的存储器，包括常用的 SRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 和 PSEUDO SRAM。下面都会使用常用的 NOR Flash 来举例说明。

  FSMC_NOR_InitTypeDef NOR_InitStructure;

  /* NOR device configuration */
  NOR_InitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM1;
  NOR_InitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_NOR;
  NOR_InitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
  NOR_InitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
  NOR_InitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
  NOR_InitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
  NOR_InitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
  NOR_InitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &Timing;
  NOR_InitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &Timing;
  FSMC_NOR_Init(&NOR_InitStructure);

上述代码中，FSMC_NOR_InitTypeDef 是一个结构体，其中包含了许多与 NOR Flash 相关的参数。相应参数的作用注释在代码中已经给出，我们可以根据实际情况设置这些参数。

四、FSMC的读写操作

我们可以使用 FSMC 的数据读写命令对 NOR Flash 进行数据读写操作，以下是 NOR Flash 读操作的代码实现。

#define NOR_FLASH_START_ADDR  ((uint32_t)0x64000000)
#define NOR_FLASH_END_ADDR    ((uint32_t)0x640FFFFF)
#define NOR_FLASH_SIZE        ((uint32_t)0x00100000)

#define BUFFER_SIZE           ((uint32_t)0x400)

uint16_t *pNOR_Address = (uint16_t *)NOR_FLASH_START_ADDR;

/* Read a half-word from the NOR memory */
uint16_t NOR_ReadHalfWord(uint32_t uwStartAddress)
{
  return (*(__IO uint16_t *)uwStartAddress);
}

以上代码中，我们首先定义了 NOR Flash 存储器的地址范围，并用它们来声明一个指针。然后，我们定义了一个 NOR_ReadHalfWord 函数来执行实际的读取操作。该函数接收一个地址参数，该参数指定要读取的数据的存储器地址。函数返回 NOR 存储器中指定地址处的半字。

五、FSMC时序要求

在使用 FSMC 时，需要留意 FSMC 对时序的要求。下面是官方文档中给出的时序描述：

• 数据脉冲的前沿必须在WP下降沿到来前后5ns内；
• 数据脉冲的后沿必须在下降沿到来14ns后前后5ns内结束；
• 数据可以在WAIT信号有效时被保持，WAIT 下降沿前后5ns内必须保持数据不变；
• 存储器访问时间是相对于A相位的；
• 随机读取最快速度是60ns

六、FSMC的常见问题

1、FSMC的接口配置错误

这种问题通常是由于没有正确配置 FSMC 导致的。当发生这种问题时，可以使用示波器或逻辑分析器来查看 FSMC 的数据总线、地址总线和控制总线上的信号。如果有某些信号出现问题，则是接口配置错误的明显信号。

2、Flash编程错误

在编写 Flash 编程结束后，一些程序员可能会发现他们的代码无法正常工作。如果在同一个位置反复写同一个值，数据值不变，那么问题很可能是编程错误。发生这种情况时，检查代码中的变量类型以及对存储器地址的处理方式。

3、FSMC初始化错误

在初始化 FSMC 时，如果没有正确匹配 NOR Flash 的大小和类型，那么很可能会发生初始化错误，并导致存储器无法正常读写。在初始化 FSMC 时，一定要确保所有参数正确匹配。

4、时序错误

如果时序设置不正确，数据读写操作就会失败。因此，在进行这些操作之前，请仔细阅读数据表以了解 FSMC 的相关参数。