APM32F427是否支持QSPI XIP？一起来玩转外部Flash的内存映射模式

2026-05-07 18:32:05/ By Admin

　　什么是QSPI XIP？

　　QSPI（Quad SPI）相比传统SPI的主要提升在于：

　　数据线从原来的MOSI/MISO两条，扩展为IO0~IO3四条线，数据传输速度显著提升。

　　QSPI控制器还支持自动管理指令和地址阶段，并提供内存映射模式，使用更加便捷。

　　XIP（eXecute In Place）是QSPI内存映射模式的核心功能：

　　传统SPI：每次读写外部Flash都需要软件发送指令、配置地址，操作繁琐。

　　QSPI+XIP：将外部Flash直接映射到MCU的地址空间，读取数据就像访问内部内存一样简单。

　　板载外部Flash：W25Q16JV

　　APM32F427 Tiny开发板上集成了W25Q16JV（16Mbit容量）。该芯片支持Quad I/O、Fast Read等多种读取指令，只需配置正确的指令码、地址模式和Dummy Cycle，即可实现高速访问。

　　QSPI XIP内存映射流程（代码示例）

　　以下代码基于APM32F4xx_DAL_SDK_V1.3.0中的QSPI_ReadWrite示例修改，演示了W25Q16JV的擦除、写入、读取以及进入XIP模式的过程。

　　1.基础读写操作

　　在启用XIP之前，先测试基本的擦写流程，确保Flash读写通路正常：

　　擦除指定扇区

　　写入测试数据

　　回读数据并比对

　　示例代码：

void FLASH_EnterXIPMode(void) {
    QSPI_XIPTypeDef xipConfig = {0};

    xipConfig.Instruction = 0xEB;  // Quad I/O Fast Read
    xipConfig.WrapCode = 0x00;     // 不使用 wrap
    xipConfig.AddressSize = QSPI_XIP_ADDRESS_SIZE_24_BITS; // 24位地址
    xipConfig.InstructionMode = QSPI_XIP_INSTRUCTION_STANDARD_INS;
    xipConfig.InstructionSize = QSPI_XIP_INSTRUCTION_SIZE_8_BITS;
    xipConfig.FrameFormat = QSPI_XIP_FRAME_FORMAT_QUAD;
    xipConfig.DummyCycles = 6;     // W25Q16JV 使用 0xEB 指令时的 Dummy 周期
    xipConfig.Endianness = QSPI_XIP_MEM_ACCESS_FORMAT_LITTLE_ENDIAN;
    xipConfig.ContinuousMode = ENABLE;
    xipConfig.PrefetchMode = ENABLE;

    FLASH_ChipSelect(ENABLE);
    if (DAL_QSPIEx_MemoryMapped(&hqspi, &xipConfig) != DAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

　　若以上操作顺利完成，说明Flash的擦写和读取功能正常。

　　2.切换到XIP模式

　　基础读写验证通过后，即可启用XIP。只需调用FLASH_EnterXIPMode()函数，其核心是通过QSPI控制器的MemoryMapped功能实现：

void FLASH_EnterXIPMode(void) {
    QSPI_XIPTypeDef xipConfig = {0};

    xipConfig.Instruction = 0xEB;  // Quad I/O Fast Read
    xipConfig.WrapCode = 0x00;     // 不使用 wrap
    xipConfig.AddressSize = QSPI_XIP_ADDRESS_SIZE_24_BITS; // 24位地址
    xipConfig.InstructionMode = QSPI_XIP_INSTRUCTION_STANDARD_INS;
    xipConfig.InstructionSize = QSPI_XIP_INSTRUCTION_SIZE_8_BITS;
    xipConfig.FrameFormat = QSPI_XIP_FRAME_FORMAT_QUAD;
    xipConfig.DummyCycles = 6;     // W25Q16JV 使用 0xEB 指令时的 Dummy 周期
    xipConfig.Endianness = QSPI_XIP_MEM_ACCESS_FORMAT_LITTLE_ENDIAN;
    xipConfig.ContinuousMode = ENABLE;
    xipConfig.PrefetchMode = ENABLE;

    FLASH_ChipSelect(ENABLE);
    if (DAL_QSPIEx_MemoryMapped(&hqspi, &xipConfig) != DAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

　　配置完成后，外部Flash被映射到地址0x90000000。此后，直接访问该地址即可读取Flash内容，无需再手动发送指令或地址：

FLASH_EnterXIPMode();
LOG_Print("XIP mode enabled. External flash is mapped at 0x90000000.\r\n");
PrintArray32((uint32_t *)0x90000000, BUFFER_SIZE / sizeof(uint32_t));

　　如果打印出的数据与之前写入的数据一致，说明XIP配置成功。

　　如何判断XIP是否成功？

　　串口日志：读取0x90000000地址的数据与原始写入数据完全一致。

　　调试器内存窗口（如MDK、IAR）：观察0x90000000区域，内容与Flash中的数据相同。

　　极海APM32F427通过QSPI XIP功能，显著提升了外部Flash的使用体验：

　　无需频繁发送指令、设置地址；

　　连续读取速度快，代码逻辑更简洁；

　　特别适合需要“就地执行代码”或快速读取大量数据的场景。

　　虽然对于小数据量存储来说，XIP并非必须，但在需要扩展存储性能或简化访问逻辑的项目中，XIP无疑是一个强大的助力。