PIC16F1508 EEPROM EMULATE

PIC16F15XX　EEPROMが無い！

PICマイコンとアセンブラ
PIC16F1508
High-Endurance Flashの活用

■PIC16F15XX　EEPROMが無い！　
最新F1シリーズのＰＩＣマイコンはＦＶＲやリニアメモリー空間、リニアに周波数を可変できるなど、魅力的な機能がついております。
今回はリニアに周波数を可変する目的があり、NCOの搭載されているPIC16F1508を使用してみました。

さて、データシートを見ていくと、どうも、EEPROMが無い。
ブロック図を見てもない。
ライターの設定を見てもない。
ということで　EEPROMがあるＰＩＣのデータシートを見て位置を把握しこの辺に記載されているはずと、もう一回見直しても無い。
残念ながら無いようです。

EEPROMは機器の設定や動作条件、電源を切る前の状態記憶など、色々な用途に必要です。これが使用できないと外付けシリアルフラッシュになったりしますので、コスト、サイズ、製作の手間を考えると、どうしても必要な機能なのです。

そこで、ネットで調べてみると、どうやらプログラムフラッシュの一部を使用するみたいです。　　　※今後の方針のようです。
ですが、EEPROMとプログラムフラッシュでは書き換え耐性が異なります。
EEPROMで使用するデータは書き換え頻度が高いので、できれば耐性が高い方がよいのです。

■ＨＥＦ　（High-Endurance Flash）
通常書き換え上限はEEPROMで１０万回以上、プログラムフラッシュでは１万回程度となっております。
ですが、PIC16F15XXではブログラムフラッシュの末端１２８バイトはＨＥＦと呼ばれる特殊なフラッシュになっております。
ＨＥＦはHigh-Endurance Flashを意味し、EEPROMと同等の１０万回以上の書き換え耐性をもっております。
メモリ容量は今までの２５６バイトに対して、HEFでは１２８バイトになってしまいます。
でも、今まで２５６バイトをフルに使用したことはありませんので、これは大きな問題ではありません。

■フラッシュ　書き換えフロー
もう一つ、面倒なのはEEPROMとフラッシュの決定的な違いとなる、書き込み手順の複雑さです。
EEPROMはバイト単位に書き込み、読み出しができますが、フラッシュはブロック単位になります。
また、上書きができず、書き込む前にはブロック単位での消去が必要になります。これがフラッシュと呼ばれる由来でもあります。
よって、書き込みのフローは次のようになります。

①フラッシュからブロック単位（３２バイト）でリード　
　ＰＩＣのＲＡＭを３２バイト準備して、ここに格納します。
②ＲＡＭ上で１バイトのデータ変更を行います。
③対象となるプログラムフラッシュの１プロックを消去します。
④ＲＡＭの１ブロック分をプログラムフラッシュに書き込みします。
⑤ＲＡＭとプログラムフラッシュ間でベリファイを実施します。

最後のベリファイは無くても動作しますが、①～④は必要な手続きになります。
EEPROMと比較してとても、工程のかかる処理になります。
何回も書くのは面倒なので、EEPROMのように簡単にアクセスできるようにまとめました。

Ｃ言語ではたぶん、ライブラリーがあると思いますが、アセンブラで組まれる場合このライブラリーを使用していただければ簡単になると思い紹介しました。
フリーウェアとして公開します。
報告不要、改変自由、質問不可、ご指摘はお受けします。

■使い方
書き換えはアドレスとデータをセットして、STORAGE_SAVEをCALLするだけで処理できます。リードはアドレスをWregにセットしSTORAGE_READをCALLすると、データがWregにセットされます。
アドレスは０～１２７の範囲です。データは１ＣＡＬＬ、１バイトの処理です。
PIC16F1508用に作っておりますが、アドレスを変更することで他のＰＩＣに対応できます。

・書き換え
movlw   D'03'
movwf   SAVE_ADDRES,F
movlw    D'AA'
movwf   SAVE_DATA,F
call       STORAGE_WRITE ; １バイトの書き込み

・読み出し
movlw   0x03
call      STORAGE_READ ; １バイトのリード
movwf   SAVE_DATA

EEPROMエミュレートプログラム　→　「こちら」

尚、EEPROMの搭載をやめた品種は次の通りです。
PIC12F1501、PIC16F14XX、PIC16F15XX、PIC16F17XX
（注意：わかる範囲です。）
参考：マイクロチップ　アプリケーションノート　AN1673

■その他、注意点
・フラッシュメモリに書き込むということは、１を０に変更することをいいます。
　その逆はできません。
　消去後、すべてのセルは１にセットされます。
　データの変更が１を０にする場面であれば、消去は不要です。
　例えば、０３Ｈに０ＣＨを上書きすると００Ｈになります。
・フラッシュへの書き込み、消去時はＭＣＵの動作が完全停止します。
・ＭＣＵのＲＡＭを２０５０Ｈ～２０ＣＦＨまで使用します。
　このアドレス空間は移動が可能です。他の処理で使用しない方がよいでしょう