詳細解讀STM32 FSMC

一、FSMC簡介

外部存儲器接口（FSMC）是STM32系列芯片中的一部分，提供了對外部存儲器的控制。這些存儲器可以是 SRAM、 NOR Flash 或NAND Flash 等設備。FSMC 具有16位總線寬度，支持異步訪問和同步訪問。

二、FSMC的重要性

由於內部閃存空間有限，無法滿足大型應用程序或數據存儲的需求，因此外部存儲器是必不可少的。FSMC 可以直接訪問外部存儲器，而不需要使用微控制器來管理存儲器。這大大提高了訪問速度和效率。FSMC具有一些額外的特徵，可以使我們的設計實現高速讀取操作。

三、FSMC的使用方法

FSMC 能夠接口各種類型的存儲器，包括常用的 SRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 和 PSEUDO SRAM。下面都會使用常用的 NOR Flash 來舉例說明。

  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);

上述代碼中，FSMC_NOR_InitTypeDef 是一個結構體，其中包含了許多與 NOR Flash 相關的參數。相應參數的作用注釋在代碼中已經給出，我們可以根據實際情況設置這些參數。

四、FSMC的讀寫操作

我們可以使用 FSMC 的數據讀寫命令對 NOR Flash 進行數據讀寫操作，以下是 NOR Flash 讀操作的代碼實現。

#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);
}

以上代碼中，我們首先定義了 NOR Flash 存儲器的地址範圍，並用它們來聲明一個指針。然後，我們定義了一個 NOR_ReadHalfWord 函數來執行實際的讀取操作。該函數接收一個地址參數，該參數指定要讀取的數據的存儲器地址。函數返回 NOR 存儲器中指定地址處的半字。

五、FSMC時序要求

在使用 FSMC 時，需要留意 FSMC 對時序的要求。下面是官方文檔中給出的時序描述：

• 數據脈衝的前沿必須在WP下降沿到來前後5ns內；
• 數據脈衝的後沿必須在下降沿到來14ns後前後5ns內結束；
• 數據可以在WAIT信號有效時被保持，WAIT 下降沿前後5ns內必須保持數據不變；
• 存儲器訪問時間是相對於A相位的；
• 隨機讀取最快速度是60ns

六、FSMC的常見問題

1、FSMC的接口配置錯誤

這種問題通常是由於沒有正確配置 FSMC 導致的。當發生這種問題時，可以使用示波器或邏輯分析器來查看 FSMC 的數據總線、地址總線和控制總線上的信號。如果有某些信號出現問題，則是接口配置錯誤的明顯信號。

2、Flash編程錯誤

在編寫 Flash 編程結束後，一些程序員可能會發現他們的代碼無法正常工作。如果在同一個位置反覆寫同一個值，數據值不變，那麼問題很可能是編程錯誤。發生這種情況時，檢查代碼中的變量類型以及對存儲器地址的處理方式。

3、FSMC初始化錯誤

在初始化 FSMC 時，如果沒有正確匹配 NOR Flash 的大小和類型，那麼很可能會發生初始化錯誤，並導致存儲器無法正常讀寫。在初始化 FSMC 時，一定要確保所有參數正確匹配。

4、時序錯誤

如果時序設置不正確，數據讀寫操作就會失敗。因此，在進行這些操作之前，請仔細閱讀數據表以了解 FSMC 的相關參數。