了解SPIFlash

一、什麼是SPIFlash

SPI（Serial Peripheral Interface）閃存，是一種只用4線（CS、CLK、MISO、MOSI）就可以讓微控制器和閃存交互數據的閃存。SPIFlash是一種高速異步串行閃存，一般被用作儲存程序代碼或其他非易失性資料的存儲媒介。在嵌入式系統中，SPIFlash廣泛應用於存儲固件、存儲和保護參數等領域。

二、SPIFlash的工作原理

SPIFlash的工作原理是通過串行模式下進行數據傳輸。在Flash中有一個地址指針，指向每條數據的首地址，然後從地址指針開始，利用SPI的MOSI與MISO一次一位的讀取數據。Flash中的每條指令都是一個數組形式存在於Flash內部，讀出每一個指令後，就能根據指令實現讀寫操作。

三、SPIFlash的操作流程

SPIFlash的操作流程大致為：使能、寫保護、斷電保護、命令、地址、數據。比如：讀取時，首先通過片選信號使能Flash，然後讀取命令、地址、數據，最後禁用片選信號。

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

  // 發送讀指令，讀數據
  SPI.transferReadCommand(address, data, dataSize);

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

四、SPIFlash的常見應用場景

1、存儲程序代碼：SPIFlash被廣泛應用於嵌入式系統中，可以用來存儲程序代碼，保證系統啟動後自動運行。

2、存儲和保護參數：SPIFlash可以存儲和保護系統參數，比如工程師手動調整設定的參數。

3、作為數據的緩存：像傳感器數據等實時數據，可以通過SPIFlash存儲來確保系統的實時性。

五、SPIFlash的選型建議

當你需要選型SPIFlash時，需要考慮芯片的容量、速度、工作電壓、封裝和價格等方面。對於容量來說，一般需要結合應用場景來決定。速度也是非常重要的選擇因素，太慢會影響系統的整體運行效率。在工作電壓方面，也需要根據應用場景來選擇。封裝類型可以考慮採用芯片形式的封裝或TSOP封裝，這兩種封裝具有更高的集成度和可靠性。最後，價格也是需要考慮的因素之一。

六、SPIFlash的應用舉例

以下是一個基於ESP32的SPIFlash的應用示例。

      #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
      }