连续数据储存的轻量级磨损均衡

jasonZJR

在使用flash时，不管是mcu内部还是外置类似W25Qxx的储存器，在擦除时都会使寿命减少，在常规使用方法下(写一次数据就需读出，擦除，修改，写入)，频繁的擦除操作对flash都不太友好，既然寿命是定植，那就只能减少擦除的次数，看过一些磨损均衡的方案，有的占用资源比较多，有的不太适合小flash使用，于是自己根据其原理写了一个出来。

大致思路：
1.增加一个data head，起到标记头，记录数据长度，CRC16，简单验证头信息。
2.每次写入数据前，查找最后一个data head，并获取空闲地址，如没有data head，空闲地址就是0。
3.找到空闲地址后，插入data head，紧接着插入数据，然后写入flash。
4.如果当前剩余空间不足以容纳新的数据，如果是多扇区则标记本扇区写满，然后将数据写入下一个扇区并标记；如果是单扇区则擦除后再写本扇区。
5.读同步骤2，找到最后一个data head即可。
6.数据恢复，当验证data head失败时，认为本段数据出现错误，不可恢复，则会自动将上一次存储的数据作为最新的数据使用。

优势：占用资源少，具备flash读写即可，可以不用整个扇区读出，只需在开始位置获取第一个data head，然后根据head里记录的长度，就能获取下一个data head或者空闲地址。51单片机也能很好的使用。内外flash都可以用。支持新增数据，支持数据恢复(上一次存储的数据)。
劣势：不支持删除数据，不可一次性存入超过扇区大小 - data head的数据量。

存储模型的思路就是对于接口来说仅有一个扇区可用，接口内部会根据配置在1个或多个扇区来回读写数据。


目前已在GD32，stc51上测试并验证。如果有好的建议我可以学习一下，优化我自己的代码。

支持多个扇区的均衡磨损，data head改为crc校验，对后边的整个数据区进行校验，即使用户数据和data head一样，也不会通过校验
下图第一横线为00 00，代表此扇区已写满，被标记为不可用状态，第二横线为data head

下图第一横线为此扇区未写满，被标记为活动状态，第二横线为data head


目前的测试时间消耗如下：
GD32F103     - W25Q16模拟总线  - 6+326 - 7ms - 跨扇区69ms @72MHz
GD32F103     - 内部Flash             - 6+326 - 6ms - 跨扇区8ms   @72MHz
STC8H8K64U - 内部Flash             - 6+14   - 3ms - 跨扇区4ms   @22.1184MHz

核心源码
data_storage.c (35.67 KB, 下载次数: 51)

2024-8-22 09:35 上传

点击文件名下载附件

eric2013

谢谢楼主分享。

gjeoi

像是flassh模拟eeprom

云琴箫龙

作为研究学习值的推荐。

西点钟灵毓秀

楼主，上个代码瞧瞧

jasonZJR

云琴箫龙 发表于 2024-8-22 08:44
作为研究学习值的推荐。

感谢阅读~~~~~~~~~~~

jasonZJR

gjeoi 发表于 2024-8-21 19:59
像是flassh模拟eeprom

没有具体了解flash模拟eeprom

jasonZJR

西点钟灵毓秀 发表于 2024-8-22 08:49
楼主，上个代码瞧瞧

已上传~~~~~~~~~~