記一次nor flash固件燒錄速度優化

背景

某個方案使用的是spinor做爲存儲介質，每次燒錄新固件都耗時數分鐘，爲了提升效率，須要對其進行優化。

分析流程

基本流程

當前燒錄流程，有一個可選步驟，全盤擦除，這個步驟耗時達數分鐘。不過這是可選的。

接下來必經的步驟，就是從PC端接收數據寫入flash了。

已有優化

目前卻是已經有一個優化，在收到數據須要寫入時，會先讀出flash中的數據跟這筆要寫入的數據進行比較，若是數據相同就直接跳過，數據不一樣，才進行擦除和寫入。
這個優化的依據是，相對於一次擦除和寫入的耗時來講，讀出和比較的耗時不多，一旦命中就可節省掉此次寫的開銷。在平時調試的時候，兩次燒錄的固件可能有些數據是徹底同樣的，這種場景下此處的優化就能發揮做用了。

優化點

初步分析，從流程上看沒什麼問題，最大的耗時在擦除上，但畢竟nor的物理特性就是須要先擦除再寫入的。

但仔細分析，其實仍是有優化空間的，這個空間還就在於nor的擦除上。

nor擁有多條擦除的命令，能夠擦除4k,32k,64k或者整片擦除。這些命令的耗時是不一樣的。

方案上因爲分區規劃設置了最小爲4k的分區，因此nor就被配置爲4k sector，則nor驅動使用的擦除命令就是對應的4k擦除的命令。而這是效率最低的一種擦除方式。

當前方案在全盤擦除時，是使用循環調用4k擦除實現的，在後續寫入數據時也都是以4k爲單位進行擦除和寫入，在擦除上耗費了大量時間。

nor的幾種擦除命令

這幾種擦除方式，差別到底有多大呢?

找兩款16M的norflash規格書看看。

比較表格：

擦除大小(Kbytes)	擦除時間(ms)	每4k擦除耗時(ms)	以4k爲基準的耗時比例
4	70	70	100%
32	150	18.75	26%
64	200	12.5	17%
16 * 1024	3500	0.85	1.2%

另外一款：

比較表格：

擦除大小(Kbytes)	擦除時間(ms)	每4k擦除耗時(ms)	以4k爲基準的耗時比例
4	25	25	100%
32	140	17.5	70%
64	250	15.62	62%
16 * 1024	2600	0.63	2.5%

從以上統計結果看，一次擦除的空間越大，平均速度就越快。

特別是chip擦除的速度高達到4k擦除的幾十倍。

優化方案

找到了優化點，結合燒錄流程就有了如下思路

方案一

設法將4k擦除改成32k,64k擦除。
這種對於分區自己並不是4k對齊來講，實現上會比較麻煩，須要代碼中維護一個緩衝區進行數據的拼接，並處理一些邊界狀況。

方案二

在燒錄的最開始進行一次chip擦除。並在後續的寫入時，跳過擦除步驟，直接寫入。
這種方案對於燒錄場景來講，很是合適，實現起來也簡單。

最終採用方案二，改動小，效果明顯，燒錄速度從數分鐘降到了1分鐘之內。
但這個只適用於燒錄場景。若是是要對系統運行時的寫性能進行優化，就只能考慮儘可能用64k擦除了。

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