【Zephyr开发实践系列】07_SPI-Flash数据操作的非对齐与边界处理分析

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前言

在嵌入式存储设备开发当中，Flash的页编程与块擦除带来了独特的挑战:由于操作并不是按bit进行操作的，那么数据不可能总是完美对齐页边界的，会产生不连续的内存碎片。这种现象可称为非对齐操作。
本文将深入剖析NAND Flash的边界处理机制，并提供工业级解决方案。

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一、操作边界对比

操作类型	边界单位	最小操作单元	非对齐处理能力
读取	页边界 (页内任意字节)	1字节	✅ 完全支持
写入	页边界(页内任意字节)	1字节	✅ 完全支持
擦除	块边界 (整块擦除)	1块	❌ 必须块对齐

二、NAND Flash物理结构回顾

2.1 华邦W25N04K典型结构

|------ Block 0 ------|------ Block 1 ------| ...
| Page0 | Page1 | ... | Page0   | Page1  | ... | 
| 2KB   | 2KB   | ... | 2KB     | 2KB    | ... |

说明：

• 华邦W25N04KV属于512M存储设备
• 1个Block包含128K大小的页
• 1页包含2048Byte=2KB字节

2.2 关键约束

• 写入前必须擦除（整块擦除）
• 编程单位是页（部分编程可能导致位翻转）
• 跨页操作不可避免

三、边界问题