TC264-Peripheral-Flash 图像与参数帧式存储组件

本仓库提供在英飞凌 AURIX TC264 平台上，基于 W25N04KV NAND Flash 的“帧式存储”实现示例： 将图像和调试/控制数据按照“类型标识 + 负载”的记录格式写入页对齐的帧缓冲区，并支持读取回放与按类型解析。

项目仓库与分支：

• 主分支 main 仅保留代码目录 code，便于移植集成
• 历史完整快照保留在 flash-upload 分支（如需参考集成环境）
• 仓库主页与 PR 入口参见项目地址：TC264-Peripheral-Flash

功能特性

• 基于 W25N04KV 的页/块读写与超时管理，支持程序执行与忙状态轮询
• 帧式存储：每帧占用固定页数，对齐写入；提供二分法探测最后有效帧计数
• 图像压缩与还原：将 MT9V03X 原始图像缩放至 IPCH×IPCW 后存储，读取时双线性插值还原
• 类型化数据格式：以 1 字节类型头 + 负载的数据段顺序写入并解析，便于扩展自定义段
• 典型多核协作：CPU1 负责采集/压缩，CPU0 负责触发刷写（通过全局标志协调）

目录结构

code/
  w25n04.h, w25n04.c          // W25N04KV 驱动与指令封装
  image_storage.h, .c         // 帧式存储与图像压缩/解析逻辑

硬件与连接

• SPI 实例与速率：在 code/w25n04.h 中通过以下宏配置
  • W25N04_SPI（默认 SPI_3）
  • W25N04_SPI_SPEED（默认 100MHz，按平台与布线实际下调）
• 引脚定义（默认）：
  • SCK P22_3，MOSI P22_0，MISO P22_1，CS P22_2
  • WP P23_0（上拉输出），HOLD P23_1（上拉输出）
• DMA 通道：W25N04_DMA_CH = IfxDma_ChannelId_7（可按工程分配调整）
• 如与既有工程不一致，请在 w25n04.h 中修改宏以适配硬件连接

软件依赖与编译

• 平台：英飞凌 AURIX TC264（Tasking/ADS 工具链环境均可参考）
• 头文件总入口：zf_common_headfile.h（需在工程中可用）
• 必要宏：MT9V03X_W、MT9V03X_H（摄像头原始图像宽高），IPCH、IPCW（压缩后高宽）
• OpenMP 指令：image_storage.c 中包含 #pragma omp parallel for，若工具链不支持可无视或移除

数据帧格式

• 每段记录以 1 字节“类型标识”开头，随后紧跟该类型的负载数据；多段顺序排列构成一帧
• 已定义类型（见 image_storage.h）：
  • image_type (0x01): 负载为 IPCH*IPCW 字节的 8 位灰度图像（行优先）
  • left_boundary_type (0x02): 负载为 1B step + 2*step 个坐标(y,x)
  • right_boundary_type (0x03): 同上
• 解析流程：读取 storage_buffer[address] 得到类型 → address += 1 → 按类型解析并推进 address
• 新类型扩展：分配唯一类型值，约定负载布局；写入端按“类型 + 负载”追加，解析端在 switch 中增加 case 并正确推进地址

快速开始

1) 初始化

// 初始化 W25N04 与存储模块
w25n04_init();
image_storage_init();

2) 采集与写入（单核示例）

// 将原始图像压缩写入内部缓冲区（仅写入 RAM，不落盘）
image_compress(mt9v03x_image);
// 如需追加参数段，可调用 parameter_compress_* 或 image_compress_boundary
// 最后整帧刷写至 Flash
store_compressed_image();

3) 读取与回放

// 将下一帧搬运到内部缓冲区
read_compressed_image(go);
// 仅解析图像段并还原到显示缓冲
image_data_analysis();
// 此时可调用屏幕驱动显示 mt9v03x_image

4) 多核协作（建议方案）

• CPU1：采集帧 → image_compress(...) → 置位全局 is_compress = true
• CPU0：轮询 is_compress → 调用 store_compressed_image() 刷写 → 清零 is_compress

API 速览（核心）

• 存储初始化与状态
  • storage_error_t image_storage_init(void)：初始化 W25N04 状态，进入空闲
  • storage_state_t get_storage_state(void)，storage_error_t get_last_error(void)
  • uint32 get_frame_count(void)，void image_read_frame_count(void)（二分探测最后有效帧）
• 帧写入与读取
  • void image_compress(uint8 src[MT9V03X_H][MT9V03X_W])：压缩图像并以 image_type 写入缓冲
  • void image_compress_boundary(uint8 boundary[][2], uint8 step, uint8 type)：写入边界段
  • void parameter_compress_float/int/uint8(...)：写入参数段
  • storage_error_t store_compressed_image(void)：整帧刷写，frame_count++
  • storage_error_t read_compressed_image(video_process_t vp) / read_compressed_data()：搬运到缓冲
• 解析
  • void image_data_analysis(void)：解析图像段并还原到图像缓冲
  • void data_analysis(void)：按类型遍历解析，便于扩展更多段
• W25N04 基础操作（节选，详见 w25n04.h）
  • w25n04_init、w25n04_read_page、w25n04_write_page、w25n04_block_erase、w25n04_wait_busy

移植与扩展指南

1. 硬件层
   • 修改 w25n04.h 中 SPI 实例、速率与引脚宏以适配实际硬件
   • 如需变更 DMA 通道或中断映射，请同步工程配置
2. 图像尺寸与压缩
   • 在工程公共头文件中正确定义 MT9V03X_W/H，按需求调整 IPCH/IPCW
3. 自定义数据段
   • 定义唯一类型宏（避免与已用值冲突）
   • 写入端：按“类型 + 负载”追加；解析端：在 switch 中增加 case 并推进地址
4. 时序与健壮性
   • 写前确保 w25n04_write_enable() 成功；操作后轮询 w25n04_wait_busy()
   • 根据 storage_error_t 做错误处理，必要时擦除重试

常见问题（FAQ）

• 读取返回 STORAGE_END：表示已到最后一帧，可重置帧号或擦除后重写
• 写入失败：检查写保护、write_enable、忙等待与供电稳定性；必要时降频 SPI
• ECC 状态：w25n04_read_page 返回码区分无错/可纠错/不可纠错，建议记录并评估介质健康

许可与版权

• 当前仓库未附带 License 文件；如需商用或二次分发，请先与作者确认许可条款

参考

• 项目仓库与 PR 创建入口：TC264-Peripheral-Flash