GD32通过SPI和QSPI模式读取GD的NOR Flash

基于GD32微控制器通过SPI和QSPI模式读取GD的NOR Flash，并支持DMA模式和文件系统的实现方案：

硬件连接

以GD32F303为例，其SPI接口与NOR Flash的连接方式如下：

• NOR Flash的片选信号（CS）连接到GD32的某个GPIO引脚（如PG14），因为PG14不是SPI的NSS管脚，所以需要使用主机NSS软件模式。
• NOR Flash的SO（数据输出）、SI（数据输入）和SCLK（时钟信号）分别连接到GD32的SPI2_MISO（PB4）、SPI2_MOSI（PB5）和SPI2_CLK（PB3）。

SPI/QSPI初始化

1. SPI初始化：配置SPI接口的参数，如时钟极性、数据位顺序、帧大小等。例如，设置为全双工模式、8位数据帧格式、硬件NSS管理等。

   void driver_spi_init(typdef_spi_struct *spix)
   {
        
       spi_parameter_struct spi_init_struct;
       rcu_periph_clock_enable(spix->rcu_spi_x);
       spi_i2s_deinit(spix->spi_x);
       driver_gpio_general_init(spix->spi_cs_gpio);
       driver_gpio_general_init(spix->spi_sck_gpio);
       driver_gpio_general_init(spix->spi_mosi_gpio);
       driver_gpio_general_init(spix->spi_miso_gpio);
       if(spix->spi_mode==MODE_DMA)
       {
        
           if(spix->spi_rx_dma!=NULL)
           {
        
               if(spix->frame_size==SPI_FRAMESIZE_8BIT)
               {
        
                   driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY);
               }
               else
               {
        
                   driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_16BIT,DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY);
               }
           }
           if(spix->spi_tx_dma!=NULL)
           {
        
               if(spix->frame_size==SPI_FRAMESIZE_8BIT)
               {
        
                   driver_dma_com_init(spix->spi_tx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPH);
               }
               else
               {
        
                   driver_dma_com_init(spix->spi_tx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_16BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPH);
               }
           }
       }
       spi_struct_para_init(&spi_init_struct);
       spi_init_struct.trans_mode = SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX;
       spi_init_struct.device_mode = spix->device_mode;
       // 其他参数配置...
       spi_init(spix->spi_x, &spi_init_struct);
       spi_enable(spix->spi_x);
   }
   

2. QSPI初始化：QSPI的初始化与SPI类似，但QSPI支持更多的数据线和更高的传输速率。以GD32H7为例，其QSPI接口支持四线SPI功能，可以显著提高数据传输速率。

3. GD32通过SPI和QSPI模式读取GD的NOR Flash，支持DMA模式，和文件系统 代码。

NOR Flash读写操作

1. 读取操作：通过SPI或QSPI发送读取指令和地址，然后接收数据。例如，使用SPI读取NOR Flash的代码如下：

   void W25QXX_Read(unsigned char* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead)
   {
        
       gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_4); // 拉低片选信号
       QSPI_Send_CMD(W25X_FastReadQuad); // 发送快速读取指令
       QSPI_Send_DAT((unsigned char)(ReadAddr>>16)); // 发送地址的高字节
       QSPI_Send_DAT((unsigned char)(ReadAddr>>8)); // 发送地址的中字节
       QSPI_Send_DAT((unsigned char)ReadAddr); // 发送地址的低字节
       QSPI_Receive(pBuffer,NumByteToRead); // 接收数据
       gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_4); // 拉高片选信号
   }
   

2. 写入操作：写入操作需要先发送写使能指令，然后发送写入指令和地址，最后发送数据。需要注意的是，NOR Flash的写入操作不能跨页，一次最多写入一页。

DMA模式支持

1. DMA配置：在SPI或QSPI的初始化函数中，配置DMA的相关参数，如内存地址、传输方向、数据宽度等。

   if(spix->frame_size==SPI_FRAMESIZE_8BIT)
   {
        
       driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY);
   }
   else
   {
        
       driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_DATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_16BIT,DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY);
   }
   

2. DMA传输：在读写操作中，启动DMA传输，DMA会在后台自动完成数据的传输，无需CPU干预，从而提高系统的效率。

文件系统支持

1. 文件系统初始化：使用文件系统（如FATFS）来组织和管理存储在NOR Flash中的数据。首先需要初始化文件系统，挂载存储设备。

   FATFS fs;
   FRESULT res = f_mount(&fs, "", 1); // 挂载文件系统
   

2. 文件操作：通过文件系统提供的API进行文件的创建、读写、删除等操作。例如，创建一个文件并写入数据：

   FIL file;
   res = f_open(&file, "test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE); // 打开文件
   if(res == FR_OK)
   {
        
       char data[] = "Hello, GD32!";
       f_write(&file, data, sizeof(data), &bytes_written); // 写入数据
       f_close(&file); // 关闭文件
   }
   

通过以上步骤，可以实现GD32微控制器通过SPI和QSPI模式读取GD的NOR Flash，并支持DMA模式和文件系统。