了解SPIFlash

一、什么是SPIFlash

SPI（Serial Peripheral Interface）闪存，是一种只用4线（CS、CLK、MISO、MOSI）就可以让微控制器和闪存交互数据的闪存。SPIFlash是一种高速异步串行闪存，一般被用作储存程序代码或其他非易失性资料的存储媒介。在嵌入式系统中，SPIFlash广泛应用于存储固件、存储和保护参数等领域。

二、SPIFlash的工作原理

SPIFlash的工作原理是通过串行模式下进行数据传输。在Flash中有一个地址指针，指向每条数据的首地址，然后从地址指针开始，利用SPI的MOSI与MISO一次一位的读取数据。Flash中的每条指令都是一个数组形式存在于Flash内部，读出每一个指令后，就能根据指令实现读写操作。

三、SPIFlash的操作流程

SPIFlash的操作流程大致为：使能、写保护、断电保护、命令、地址、数据。比如：读取时，首先通过片选信号使能Flash，然后读取命令、地址、数据，最后禁用片选信号。

void readData(uint32_t address, uint8_t* data, uint32_t dataSize){
  // 使能Flash
  SPIFlashDevice.CS.low();

  // 发送读指令，读数据
  SPI.transferReadCommand(address, data, dataSize);

  // 禁用Flash
  SPIFlashDevice.CS.high();
}

四、SPIFlash的常见应用场景

1、存储程序代码：SPIFlash被广泛应用于嵌入式系统中，可以用来存储程序代码，保证系统启动后自动运行。

2、存储和保护参数：SPIFlash可以存储和保护系统参数，比如工程师手动调整设定的参数。

3、作为数据的缓存：像传感器数据等实时数据，可以通过SPIFlash存储来确保系统的实时性。

五、SPIFlash的选型建议

当你需要选型SPIFlash时，需要考虑芯片的容量、速度、工作电压、封装和价格等方面。对于容量来说，一般需要结合应用场景来决定。速度也是非常重要的选择因素，太慢会影响系统的整体运行效率。在工作电压方面，也需要根据应用场景来选择。封装类型可以考虑采用芯片形式的封装或TSOP封装，这两种封装具有更高的集成度和可靠性。最后，价格也是需要考虑的因素之一。

六、SPIFlash的应用举例

以下是一个基于ESP32的SPIFlash的应用示例。

      #include "SPIFFS.h"

      #define FORMAT_SPIFFS_IF_FAILED true

      void setup(){
        Serial.begin(115200);

        if(!SPIFFS.begin(FORMAT_SPIFFS_IF_FAILED)){
          Serial.println("Failed to mount SPIFFS");
          return;
        }

        File file = SPIFFS.open("/hello.txt", FILE_WRITE);
        if(!file){
          Serial.println("Failed to open file for writing");
          return;
        }

        if(file.print("hello world")){
          Serial.println("File written");
        } else {
          Serial.println("Write failed");
        }

        file.close();
      }

      void loop(){
        // nothing to do here
      }