50.1. EEPROM 模拟基础功能测试

50.1.1. 概述

本示例演示如何使用 EEPROM 模拟组件（eeprom_emulation）实现基本掉电保护数据存储。示例通过 NOR Flash 模拟 EEPROM 特性，支持数据的写入、读取、更新、删除和整理操作。

50.1.2. 组件特点

  • 掉电保护：双半区设计，任何掉电场景均可安全恢复

  • CRC32 校验：读取时自动验证数据完整性

  • 自动整理：空间不足时自动触发整理，回收废弃数据

  • 可移植性：通过函数指针抽象 Flash 驱动，支持不同介质

50.1.3. 测试内容

本示例包含以下功能测试：

  1. 写入测试

    • 写入 4 个测试变量（var1 ~ var4），对应固定 block ID（HPMC、A、AB、ABC）

    • 通过 e2p_write() 写入字符串数据

    • 检查写入返回值

  2. 读取测试

    • 读出已写入的 4 个变量

    • 通过 e2p_read() 读取数据

    • 检查读取返回值并与写入数据比较

  3. 更新测试

    • 更新 var1 和 var2 的数据

    • 再次读取并验证更新结果

    • 验证旧数据被新数据覆盖

  4. 删除测试

    • 删除变量 var4

    • 通过 e2p_delete() 标记条目为无效

    • 验证删除操作返回成功

  5. 整理测试

    • 强制触发数据整理

    • 通过 e2p_flush(E2P_FLUSH_FORCE) 整理数据

    • 回收已删除/废弃数据空间并切换活动区

    • 调用 e2p_show_info() 显示整理后状态

  6. 清空测试

    • 擦除整个存储区域（两个半区）

    • 通过 e2p_clear() 清空所有数据

    • 清空后显示状态

  7. 状态查看

    • 打印当前存储区域状态信息（选项 7）

    • 显示起始地址、扇区数量、剩余空间、有效/总条目数等

50.1.4. Flash 区域布局

EEPROM 模拟使用 NOR Flash 的连续区域，分为两个半区（A 和 B）：

+--------------------------------------------------+
|                  Half Area A                     |
|  +--------------------------------------------+  |
|  | Data (增长 ↑)  |  Info (增长 ↓)            |  |
|  |  - 用户数据    |  - 数据块描述符          |  |
|  |  - 尾部 Header |                            |  |
|  +--------------------------------------------+  |
+--------------------------------------------------+
|                  Half Area B                     |
|  （布局同上）                                   |
+--------------------------------------------------+

  • Data 区域：存储实际用户数据，从区域起始地址向高地址增长

  • Info 区域：存储数据块描述符，从区域尾部向低地址增长

  • Info 描述符包含：block_id、data_addr、length、valid_state、crc32

  • 活动区域和备份区域通过状态机切换，实现掉电保护

50.1.5. 状态机与掉电保护

组件使用 4 位状态机，通过 NOR Flash 的 1→0 位翻转实现（无需擦除）：

状态值

状态名称

说明

0

valid

正常工作状态

8

finish

数据复制完成，准备擦除旧区

12

write

正在向新区写入数据

14

start

整理操作开始

15

invalid

未初始化/擦除后的状态

状态转换流程：

invalid(15) → start(14) → write(12) → finish(8) → valid(0)

掉电恢复策略：

掉电时机

Area A

Area B

恢复动作

首次启动

15

15

选中 Area A，标记为 valid

整理后掉电（旧区已擦除）

0 (valid)

8 (finish)

擦除 Area A，切换到 B，标记 B 为 valid

整理写入中掉电

0 (valid)

12 (write)

擦除 B，重新整理

整理开始前掉电

0 (valid)

14 (start)

擦除 B，重新整理

50.1.6. 配置参数

本示例使用以下配置参数（在 main.c 中）：

宏

说明

DEMO_ERASE_SIZE

Flash 擦除单元大小（默认 4096）

DEMO_SECTOR_CNT

扇区数量，必须为偶数（默认 32）

DEMO_MANAGE_SIZE

总管理大小（DEMO_ERASE_SIZE * DEMO_SECTOR_CNT）

DEMO_MANAGE_OFFSET

相对 Flash 基址偏移（BOARD_FLASH_SIZE - DEMO_MANAGE_SIZE * 2）

单个变量数据大小不应超过 E2P_FLUSH_BUF_SIZE`（默认 512 字节），可在 `user_config.h 中调整。

50.1.7. 使用步骤

  1. 初始化 NOR Flash 端口

    nor_flash_init(&g_nor_cfg);

  2. 配置 eeprom_emulation 上下文

    g_e2p_ctx.config.start_addr = g_nor_cfg.base_addr + DEMO_MANAGE_OFFSET;
g_e2p_ctx.config.erase_size = DEMO_ERASE_SIZE;
g_e2p_ctx.config.sector_cnt = DEMO_SECTOR_CNT;
g_e2p_ctx.config.version = 0x4553;  /* 'E' 'S' */
g_e2p_ctx.config.flash_read = demo_flash_read;
g_e2p_ctx.config.flash_write = demo_flash_write;
g_e2p_ctx.config.flash_erase = demo_flash_erase;

  3. 初始化 eeprom_emulation

    e2p_config(&g_e2p_ctx);

  4. 生成 block_id（如 var1 ~ var4）

    uint32_t var1 = e2p_generate_id("HPMC");

  5. 写入数据

    e2p_write(var1, sizeof("test"), (uint8_t *)"test");

  6. 读取数据

    uint8_t buf[32];
e2p_read(var1, sizeof(buf), buf);

  7. 删除数据（可选）

    e2p_delete(var1);

  8. 整理数据（可选；空间不足时也会自动触发）

    e2p_flush(E2P_FLUSH_FORCE);

50.1.8. 注意事项

  • 单次写入的数据长度不要超过 E2P_FLUSH_BUF_SIZE

  • sector_cnt 必须是偶数（需要两个半区）

  • 删除操作仅标记条目为无效，空间回收在下次 flush 时完成

  • 配置中版本号变更时，组件会自动擦除并重新初始化

  • 可修改 debug 等级查看详细日志

50.1.9. 运行示例

示例启动后，串口输出菜单：

========================================
  EEPROM Emulation Demo Menu
========================================
  1 - Write test data
  2 - Read test data
  3 - Update test data
  4 - Delete a variable
  5 - Flush (defragment)
  6 - Clear all data
  7 - Show status info
  i - Show this menu
========================================

操作示例：

  1. 按 1 写入 4 个测试变量

  2. 按 2 读取并验证数据

  3. 按 3 更新 var1 和 var2

  4. 按 4 删除 var4

  5. 按 5 强制整理（回收已删除的空间）

  6. 按 6 清空所有数据

  7. 按 7 查看当前状态信息

控制台输出示例：

1
Writing 4 variables...
Write completed successfully
2
Reading variables...
var1 = abcdef
var2 = 1234
var3 = hello,world
var4 = eeprom_demo
3
Updating var1 and var2...
var1 = qwe
var2 = 5678
Update completed successfully
4
Deleting var4...
Delete successful
5
Flushing (defragmenting)...
Flush completed successfully
[E2P INFO] ------------ e2p init ok -----------
[E2P INFO] start address : 0x80fd0000
[E2P INFO] sector count  : 16
[E2P INFO] erase size    : 4096
[E2P INFO] version       : 0x4553
[E2P INFO] end address   : 0x80fe0000
[E2P INFO] data_ptr=0x80fd0015  info_ptr=0x80fdffb4  remain=0xff9f
[E2P INFO] entries valid / total : 3 / 3
[E2P INFO] ------------------------------------
6
Clearing all data...
Clear completed
[E2P INFO] ------------ e2p init ok -----------
[E2P INFO] start address : 0x80fd0000
[E2P INFO] sector count  : 16
[E2P INFO] erase size    : 4096
[E2P INFO] version       : 0x4553
[E2P INFO] end address   : 0x80fe0000
[E2P INFO] data_ptr=0x80fd0015  info_ptr=0x80fdffb4  remain=0xff9f
[E2P INFO] entries valid / total : 0 / 3
[E2P INFO] ------------------------------------