畢業(yè)論文U盤的設計與開發(fā)

1、摘要本項目主要內容是開發(fā)一個u盤，要求能實現(xiàn)一個市場上u盤的基本功能：能夠讀取、能夠保存、支持擦寫。論文主要內容包括以下六個部分：第一部分對u盤作一個初步的介紹，包括u盤、usb的發(fā)展歷史，u盤、usb的應用領域等。第二部分著重介紹了開發(fā)u盤的兩個開發(fā)工具orcad與pads軟件，簡單的介紹了其強大的功能、安裝過程以及一些基本的使用，為在后期的u盤開發(fā)：畫電路圖、封裝電路圖、封裝pcb做好前期準備。第三部分詳細介紹了u盤的運作原理、usb傳輸協(xié)議、組成原理、以及開發(fā)u盤要使用的芯片。第四部分根據(jù)前面的基礎畫出電路圖、制作電路板、錫焊芯片的過程、u盤的測試，完成一個u盤。最后部分是致謝、參考文獻

2、以及附錄。關鍵字：pcb、主芯片、flash 、nand flash、i5060、k9f5608、eda。目錄摘要i第一章u盤概述11.1 什么是u盤11.2 u盤發(fā)展史11.2 u盤的用途21.4 u盤的發(fā)展趨勢2第二章開發(fā)工具orcad與pads的介紹32.1 orcad講解32.2 pads 講解4第三章u盤原理及芯片63.1 u盤原理63.1.1 usb端口介紹63.1.2 usb傳輸協(xié)議63.1.3 u盤原理73.2 u盤的文件系統(tǒng)與芯片83.2.1 u盤文件系統(tǒng)（for c）83.2.2 u盤芯片介紹9第四章u盤的封裝與測試144.1 畫電路圖及封裝電路圖144.2 畫pcb及封裝

3、pcb154.3封裝及調試u盤15致謝19參考文獻20附錄21第一章 u盤概述1.1 什么是u盤u盤即usb盤的簡稱，而優(yōu)盤只是u盤的諧音稱呼。u盤是閃存的一種，因此也叫閃盤。最大的特點就是：小巧便于攜帶、存儲容量大、價格便宜。是移動存儲設備之一。1.2 u盤發(fā)展史u盤應該是在2000年首次面市，當時全球共有5家企業(yè)擁有自有閃存盤品牌的銷售，這5家主要是以色列的msystem、新加坡track、朗科優(yōu)盤、魯文易盤和韓國flashdriver。但這五家推出的產品是有區(qū)別的，msystem、track、優(yōu)盤以及flashdriver的第一代閃存盤在各種操作系統(tǒng)下都必須要安裝驅動程序才可使用，這并沒

4、有實現(xiàn)閃存盤真正的“移動存儲”的特點，而且當時這些廠家推出的閃存盤價格非常高，朗科優(yōu)盤的16m產品就賣到了1000左右。魯文推出的第一代閃存盤u盤就具有“無驅”功能。無驅是指用戶除了在windows98se操作系統(tǒng)外，其他的windows2000、windows xp等操作系統(tǒng)下都無需驅動程序，易盤可即插即用，讓用戶真正地實現(xiàn)移動存儲。 隨著無驅型易盤面市，其他品牌也緊接其后，朗科的第二代優(yōu)盤也推出了無驅功能。隨著消費者對閃存盤的認知度提高，消費者對閃存盤功能的需求也日益增多。魯文公司在2002年初就推出了具有“無驅、啟動、硬加密”功能三項功能于一體的“三合一”型u盤。此三合一u盤是指u盤除了

5、具有無驅功能，還具有啟動系統(tǒng)功能，可將u盤做為系統(tǒng)啟動盤來啟動系統(tǒng)，這項功能使得軟盤沒有存在的意義了；值得一提的是“硬加密”功能，此功能使得易盤具有私密性，用戶必須鍵入正確的密碼方可使用u盤，這樣可以防止用戶私密性的資料被其他人竊取。u盤已不僅僅具有存儲功能，而具有了更多的個性化特色。1.3 u盤的用途從只有幾家生產廠家到現(xiàn)在數(shù)以萬計，從幾m的存儲空間到現(xiàn)在幾g甚至更大，從幾百上千的價格昂貴價格到現(xiàn)在幾十元，從有驅動到無驅動，正真實現(xiàn)可移動存儲，這些到現(xiàn)都只不過短短的幾年時間；相信你手中擁有至少一個的u盤。u盤是一種移動存儲器,主要由flash閃存芯片和外殼組成。u盤除了存儲文件方便隨身攜帶數(shù)

6、據(jù)之外，那 u盤還能做什么用呢？恐怕這也正是好多朋友經(jīng)常思考的一個問題吧。最初u盤可作的是dos啟動盤，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了，不過還有可用之處，比如做成dos啟動盤，放進去ghost工具，來恢復ghost系統(tǒng)，也很實用的，這很適合小u盤，比如32mb以下的u盤。目前的好多主板都支持usb-hdd、usb-zip等啟動，只要用專門的軟件，如ultraiso工具，可以直接把iso格式的鏡像系統(tǒng)文件做成啟動盤，安裝操作系統(tǒng)。1.4 u盤的發(fā)展趨勢目前最典型和主流的方向是：在u盤存儲空間上專門辟出一塊很小的區(qū)域，預裝(preload)一個軟件系統(tǒng)，以其來實現(xiàn)系統(tǒng)引導、查殺病毒、信息加密等各類豐富的功能，

7、甚至能使u盤在不同的pc系統(tǒng)里成為一個相對獨立的系統(tǒng)，以跨平臺特性來保護其數(shù)據(jù)的私密性；而其余主要的存儲空間，則用于存儲數(shù)據(jù)。這種u盤在插入pc系統(tǒng)之后，往往就顯示兩個盤符，分別對應上述兩個相互獨立的區(qū)域。u盤還在硬件設計上也呈現(xiàn)多功能化的趨勢，例如通過一個單色屏幕，在不必連接pc的情況下顯示u盤內的大約剩余容量，甚至能顯示u盤內存儲的文件名和文件目錄結構等信息。不過硬件設計上的多功能化，目前多數(shù)見諸于國際展會上，市面上并不多。多種附加功能設計，一些特殊的u盤附加功能，對某些用戶群體應該有著較強的吸引力；類似查殺病毒、信息加密、平臺獨立性、容量顯示等功能，這些功能都可能被將來的微型移動硬盤等設

8、備所借鑒。消費者面對的將不只是一個功能單調的資料存儲工具，還將是一個用處多樣、并且充滿情趣的多功能存儲平臺。第二章 開發(fā)工具orcad與pads介紹2.1 orcad講解orcad 是電子設計自動化（eda）軟件系統(tǒng)。其中包括三個主要部分： （1）鎖定元件信息系統(tǒng)的原理圖輸入器（capture cis）； （2）模擬和混合信號仿真（pspice a/d）和其高級分析（pspice aa）； （3）印刷電路板設計（layout plus）形成gerber文件可與protel等pcb軟件連接；并與fpga 設計系統(tǒng)（fpga studio）有接口，形成了完整的輸入、分析、編輯和制造的全線電子設計自

9、動化輔助orcad capture，由于它能夠提供直觀界面和具有豐富的特點，從而使其成為原理圖設計輸入的工業(yè)標準。orcad capture cis（component information system）是內置的元件高級文檔管理系統(tǒng), 不僅提供capture的完整功能，更是提供了一個完美的part database的管理接口，它可以通過microsoft windows 的odbc接口去連結不同database，整合part database的所有信息。使用這個功能全面的設計輸入工具和管理環(huán)境，可以減少查找和手工輸入元器件資料的時間及人為的錯誤，在繪圖完成后可利用 archive proj

10、ect 選擇要壓縮的相關檔案類型及其文件名和路徑也可把外部的檔案如零件規(guī)格、相關程序代碼等等一起壓縮成 .zip 檔，在項目的管理和備份上更加便利。capture為cadence studio系統(tǒng)總體輸入器，利用capture來連結orcad layout、allegro pcb layout或其它layout的軟件，來完成pcb設計導出30種平板和分層格式（電路），可用于電路圖、pspice、pcb和可編程器件設計，可以建立完整的組件數(shù)據(jù)減少以后出錯的風險，提供多重的pld設計組件與方式更自動的輸入組件所需要的數(shù)據(jù)，讓電路圖產生更多有效的數(shù)據(jù)，更容易與快速的獲得組件數(shù)據(jù)，生成具有報價水平的元

11、器件清單netlist、接口等40多種文件，支持所有的公用程序，包括vhdl、spice、epif、pads和pcad/protel/tango等；網(wǎng)上提供了72000個啟動數(shù)據(jù)庫，可以免費下載到capture cis中，更彈性的結合所選擇的數(shù)據(jù)庫，可以在odbc支持的環(huán)境中工作產生可分離組件，應用到不同區(qū)段的圖表頁，提高圖表頁編輯速度；還可方便的設定信號屬性參數(shù)流程，提高高速電子的運行限制，確保輸出到allegro pcb編輯設計器的屬性參數(shù)文件的正確性和有效性。orcad軟件工具的安裝說明（1）crack目錄拷貝到硬盤，用寫字板打開license.dat文件，將第一行server flex

12、lmhostname any 5280的flexlmhostname改為你的電腦名字后存。（2）在環(huán)境變量（右鍵我的電腦/屬性/高級/環(huán)境變量）里面新建 名：cds_license_file 值：5280電腦名字（3）開始安裝。setup licensing，指定license.dat文件，電腦報錯，不管它，繼續(xù)。電腦提示說找不到一個txt文件，清空這一欄就可以了，next.開始安裝產品就可以了。2.2 pads 講解pads（powerlogic與powerpcb）是mentor graphics公司推出的優(yōu)秀eda設計軟件，目前已成為眾多eda設計軟件中的佼佼者，深受用戶的喜愛。 pads

13、 logic是一個功能強大的、多頁的原理圖設計輸入工具，為pads layout（原pads layout（powerpcb）提供了一個高效的、簡單的、前端設計環(huán)境。pads logic提供了在沒頁進行快速的存取、在線元件編輯和方便的庫管理，以及快速的幫助向導。與pads layout完全的集成提高了原理圖設計到pcb設計的轉化效率，pads logic允許您快速地識別相應的元件放置和精確度。pads logic通過自動的編排管腳和門的序號，通過整個設計連接信號名，以及使用宏命令自動進行重復的任務，結束了設計輸入的苦差事。pads logic的主要特點如下：（1）易用的undo/redo命令以

14、及快速的編輯（2）詳細的屬性和設計規(guī)則定義和控制（3）簡單的目標選擇選項（4）自動對腳連接功能（5）支持中文字體輸入（6）智能化的輸出pdf文檔格式（7）支持輸出spicenet格式（8）用戶化的字母參考指示（9）生成用戶報告文件的向導（10）自動的無縫連接ole pads logic帶有簡單的設計規(guī)則輸入，用來定義物理設計的要求。所有的設計規(guī)則都可以自動地被傳輸?shù)絧ads layout（powerpcb）中，并可以利用在線的設計規(guī)則檢查的功能進行監(jiān)視，以確保設計的正確性,還一個強有力的原理圖輸入功能和高效率的特點以保證快速、準確地完成整個設計任務。復雜的pcb板、高級規(guī)則驅動的設計工具，la

15、yout（powerpcb）包含了許多高級的屬性定義功能，它將在整個設計過程中確保你的數(shù)據(jù)的準確性。library module：元器件庫管理模塊，支持對庫文件的添加、刪除，以及對庫中元器件封裝符號的添加、刪除、編輯等操作，支持從pcb文件創(chuàng)建庫文件的功能。pads軟件工具的安裝說明在安裝文件下的找到keygen文件夾下的license.txt文件，把它刪掉，點擊mentorkg.exe文件重新生成license.txt文件，安裝時載入license文件時，選中新生成的license.txt文件可按裝成功。第三章 u盤原理及芯片3.1 u盤原理3.1.1 usb端口介紹通用串行總線（unive

16、rsal serial bus）是一種快速靈活的接口，當一個usb設備插入主機時，由于usb設備硬件本身的原因，它會使usb總線的數(shù)據(jù)信號線的電平發(fā)生變化，而主機會經(jīng)常掃描usb總線。當發(fā)現(xiàn)電平有變化時，它即知道有設備插入。當usb設備剛插入主機時，usb設備它本身會初始化，并認為地址是0。也就是沒有分配地址，這有點象剛進校的大學生沒有學號一樣。正如有一個陌生人闖入時我們會問“你是什么人”一樣，當一個usb設備插入主機時，它也會問：“你是什么設備”。并接著會問，你使用什么通信協(xié)議等等。當這一些信息都被主機知道后，主機與usb設備之間就可以根據(jù)它們之間的約定進行通信。usb的這些信息是通過描述符

17、實現(xiàn)的，usb描述符主要包括：設備描述符，配置描述符，接口描述符，端點描述符等。當一個u盤括入主機時，你立即會發(fā)現(xiàn)你的資源管理器里多了一個可移動磁盤。3.1.2 usb傳輸協(xié)議由于usb最初在設計時，即是為了能夠針對具備如傳輸率、響應時間以及錯誤幀錯等特性的許多不同的外圍類型來加以考慮的。而其中，包含了4種數(shù)據(jù)傳輸，每一種傳輸能夠掌握不同的需求。在此，根據(jù)不同外圍設備的類型與應用，定義了4種傳輸類型，分別是控制傳輸（control transfer）、中斷傳輸（interrupt transfer）、批量傳輸（bulk transfer）以及等時傳輸（isochronous transfer）

18、。其中，需要特別注意的是低速設各僅支持控制傳輸與中斷傳輸。 控制傳輸是usb傳輸中最重要的傳輸類型，只有正確執(zhí)行控制傳輸后，才能進一步執(zhí)行其他的傳輸類型。這種傳輸是用來提供給介于主機與設備之間的配置、命令或狀態(tài)的通信協(xié)議之用的?？刂苽鬏斈軌蚴鼓苤鳈C去讀取與此設備相關的信號，并去設置設備地址，以及選擇配置與其他的設置等。此外，控制傳輸也能夠送出自定義的要求，針對性的送出與接收數(shù)據(jù)到達目的地。因此須以雙向傳輸來達到這個要求。當然，所有的usb設備必須支持控制傳輸。中斷傳輸原本屬于單向傳輸（in），現(xiàn)已屬于雙向傳輸，增加了（out）的傳送模式。這是由于最早在開發(fā)usb外圍設備時，先以人工接口設備為設

19、計考慮，其數(shù)據(jù)只須做輸入傳輸，如鼠標或鍵盤等設備。而由于usb不支持硬件的中斷，所以必須靠pc主機以周期性的方式加以查詢，以便獲知是否有設備需要傳送數(shù)據(jù)給pc。如果因為錯誤而發(fā)生傳送失敗的話，可以在下一個查詢的期間重新再傳送一次。批量傳輸屬于單向或雙向的傳輸。顧名思義，這類型的傳輸用來傳送大量的數(shù)據(jù)。這些大量的數(shù)據(jù)必須準確地加以傳輸，但相對的卻無傳輸速度上的限制（即沒有固定傳輸?shù)乃俾剩＠?，送出一個文件給打印機，或是從掃描機掃描一張圖片，并傳送至pc主機上。這是由于批量傳輸是針對未使用到usb帶寬來向主機提出要求的。如此，須根據(jù)目前的總線的擁擠狀態(tài)或是可用的帶寬，以所有可使用到的帶寬為基準，

20、不斷地調整本身的傳輸速率。因此，如果總線上充滿了具備保證帶寬的其他傳輸?shù)脑挘绲葧r傳輸或是中斷傳輸，那么批量傳輸就必須持續(xù)地加以等待。反之，如果整個總線是處于閑置狀態(tài)的話，批量傳輸就可以傳輸?shù)梅浅？?。等時傳輸可以是單向或雙向的傳輸。此種傳輸需要維持一定的傳輸速度，因此相對的就須犧牲些微錯誤的發(fā)生。而它采用了預先與pc主機協(xié)議好的固定帶寬，以確保發(fā)送端與接收端的速度能相互吻合。換而言之，就算發(fā)生了傳輸上的錯誤，也不會重新傳送。應用這類型傳輸?shù)脑O各有：usb麥克風、喇叭或是ccd等設備，如此可以確保播放的頻率或是傳輸?shù)挠跋癫粫慌で?.1.3 u盤原理u盤原理的基本工作也比較簡單：usb端口負責

21、連接電腦，輸入電壓為5v，但芯片接受電壓為3.3v，所以用u1(如下一章的4.1圖，u1為電壓轉換電源、con1為usb接口)電源進行電壓的轉化，vcc為電源接地，gnd接地，d+、d-是數(shù)據(jù)輸入或輸出的通道；主控芯片負責各部件的協(xié)調管理和下達各項動作指令，并使計算機將u盤識別為“可移動磁盤”，主芯片就是u盤的“大腦”；flash芯片與電腦中內存條的原理基本相同，是保存數(shù)據(jù)的實體，其特點是u盤flash芯片屬于電擦寫電門，在通電以后改變狀態(tài)，不通電就固定狀態(tài)，所以斷電以后資料能夠長期保存；pcb底板是負責提供相應處理數(shù)據(jù)平臺，且將各部件連接在一起。當u盤被操作系統(tǒng)識別后，使用者下達數(shù)據(jù)存取的動

22、作指令后，usb移動存儲盤的工作便包含了這幾個處理過程。在源極和漏極之間電流單向傳導的半導體上形成貯存電子的浮動棚。浮動柵包裹著一層硅氧化膜絕緣體。它的上面是在源極和漏極之間控制傳導電流的選擇/控制柵。數(shù)據(jù)是0或1取決于在硅底板上形成的浮動柵中是否有電子。有電子為0，無電子為1。閃存就如同其名字一樣，寫入前刪除數(shù)據(jù)進行初始化。具體說就是從所有浮動柵中導出電子。即將有所數(shù)據(jù)歸“1”。寫入時只有數(shù)據(jù)為0時才進行寫入，數(shù)據(jù)為1時則什么也不做。寫入0時，向柵電極和漏極施加高電壓，增加在源極和漏極之間傳導的電子能量。這樣一來，電子就會突破氧化膜絕緣體，進入浮動柵。讀取數(shù)據(jù)時，向柵電極施加一定的電壓，電流

23、大為1，電流小則定為0。浮動柵沒有電子的狀態(tài)（數(shù)據(jù)為1）下，在柵電極施加電壓的狀態(tài)時向漏極施加電壓，源極和漏極之間由于大量電子的移動，就會產生電流。而在浮動柵有電子的狀態(tài)（數(shù)據(jù)為0）下，溝道中傳導的電子就會減少,實現(xiàn)讀、存，擦、寫等功能。3.2 u盤的文件系統(tǒng)與芯片3.2.1 u盤文件系統(tǒng)優(yōu)盤上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點和作用大致可分為5 部分：mbr 區(qū)、dbr 區(qū)、fat 區(qū)、fdt區(qū)和data 區(qū)。（1）主引導記錄(mbr)絕對扇區(qū)號為：mbr_lba=0x00000000 處是主引導記錄,等同位于硬盤的0 磁道0 柱面1 扇區(qū)。在總共512 字節(jié)的主引導扇區(qū)中，mbr 只占用了其中的446

24、個字節(jié)（ofs:0 - ofs:1bdh），另外的64個字節(jié)（ofs:1beh - ofs:1fdh）交給了dpt(disk partition table 盤分區(qū)表),最后兩個字節(jié)“55 aa”（ofs:1feh - ofs:1ffh）是分區(qū)的結束標志。系統(tǒng)引導記錄(dbr)絕對扇區(qū)號為：dbr_lba=mbr.pt0.relativesectors 處是dbr,等同位于硬盤的0 磁道1柱面1 扇區(qū)(512 字節(jié)),是操作系統(tǒng)可以直接訪問的第一個扇區(qū)，它包括一個引導程序和一個被稱為bpb（bios parameter block）的本分區(qū)參數(shù)記錄表。引導程序的主要任務是當mbr將系統(tǒng)控制權交

25、給它時，判斷本分區(qū)跟目錄前兩個文件是不是操作系統(tǒng)的引導文件（以dos為例，即是io.sys 和msdos.sys）。如果確定存在，就把其讀入內存，并把控制權交給該文件。bpb 參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結束扇區(qū)、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大小、fat 個數(shù)，分配單元的大小等重要參數(shù)。（2）文件分配表(fat)絕對扇區(qū)號為：fat_lba = dbr_lba + bpb_wreservedsec 處是文件分配表，是dos 文件組織結構的主要組成部分。我們知道dos 進行分配的最基本單位是簇。文件分配表是反映硬盤上所有簇的使用情況，通過查文件分配表可以得知任一簇的使用情況。dos 在

26、給一個文件分配空間時總先掃描fat，找到第一個可用簇，將該空間分配給文件，并將該簇的簇號填到目錄的相應段內。即形成了“簇號鏈”。fat 就是記錄文件簇號的一張表。fat 的頭兩個域為保留域，對fat12 來說是3 個字節(jié)，fat16 來說是4 個字節(jié)。其中頭一個字節(jié)是用來描述介質的，其余字節(jié)為ffh。介質格式與bpb 相同。（3）文件目錄表(fdt)絕對扇區(qū)號為：fdt_lba = fat_lba + bpb_bnumfats * bpb_wsecperfat 處是文件目錄表，dos 文件組織結構的又一重要組成部分 。文件目錄分為兩類：根目錄，子目錄。根目錄有一個，子目錄可以有多個。子目錄下還

27、可以有子目錄，從而形成“樹狀”的文件目錄結構。子目錄其實是一種特殊的文件，dos 為目錄項分配32 字節(jié)。（4）數(shù)據(jù)區(qū)(data) 數(shù)據(jù)區(qū)絕對扇區(qū)號根目錄絕對扇區(qū)號（32根目錄中目錄項數(shù)）/ 每扇區(qū)字節(jié)數(shù)表達式：data_lba = fdt_lba +（ 32 * bpb_wrootentry ）/ bpb_wbytespersec。3.2.2 u盤芯片介紹u盤內部的芯片有主芯片、nand flash芯片。（1）主芯片u盤主芯片可以是多種型號的，但在這里使用的是i5060-z（icreate5060-z）芯片，3.2.1圖是i5060-z芯片。圖3.2.1 i5060-z芯片i5060 - z

28、是一種單芯片的usb閃存盤控制器，可以處理多達4 nand flash芯片。它兼容usb 1.1的，也符合usb 2.0兼容。i5060 - z是閃光的設計與很多高科技接口技術的結合，提供磨損控制和快速切換糾錯編碼，這提高磁盤的壽命。對于數(shù)據(jù)安全性，i5060 z支持多級保護機制。在低保護大的狀態(tài)時，磁盤中的數(shù)據(jù)完全訪問，此時，磁盤是只讀，保護免受病毒和意外的文件清除。在高保護水平，硬盤上的數(shù)據(jù)不能訪問。在usb大容量存儲協(xié)議中也支持scsi協(xié)議。支持多操作系統(tǒng)平臺windows 98/me/2k/xp、macos 9.0以上、linux 2.4以上操作系統(tǒng) 。i5060-z芯片具有如下特征：

29、 a系統(tǒng)功能兼容usb 1.1和usb 2.0兼容，支持usb-zip/usb-hdd開機。b多級安全保護支持只讀權限和不可讀權限，98/me/2k/xp與windows兼容 ，配置可移動或固定驅動器類型在windows 支持獨有的序號為每個磁盤支持自定義的磁盤的id最終用戶，讀取速“1000k字節(jié)/秒寫入速度“80萬字節(jié)/秒寫保護開關準備/忙發(fā)光二極管。c閃光控制支持32兆到2gb的nand flash型閃存，并且連接多達4個閃存芯片，磨損控制時間延長產品壽命，擁有的塊隱瞞缺陷和動態(tài)缺陷塊處理可支持高速ecc糾錯增強可靠性。d芯片硬件 芯片上電源電壓檢測復位，3.3v單電源供電，6mhz的外

30、部時鐘的低電平，32針tsop輸入管腳。i5060-z芯片各個管腳的功能自己作用，如表3.2.1管腳編號管腳名稱管腳作用功能usb（2個管腳）25dpls模擬usb總線d+24dmns模擬usb總線d-時鐘（2引腳）9osci時鐘輸入6mhz的晶體輸入8osco時鐘輸出6mhz的晶體輸出flash（17引腳）3、5、4、6、11、12、13、14fd7,fd6,fd5,fd4,fd3,fd2,fd1, fd0i / o緩沖區(qū)的4ma電流驅動能力nand flash雙向數(shù)據(jù)總線信號30 、29、 28、27fce3, fce2,fce1, fce0與schmitt觸發(fā)器輸入低電平芯片信號啟動na

31、nd flash15fcle輸出緩沖區(qū)4ma電流驅動能力指令傳輸?shù)絥and flash16fale尋址20fren低電平時能使nand flash信號被讀取21fwen低電平時能使信號有效寫入nand flash中18frdyst輸入與schmitt輸入到內部觸發(fā)器pu與nand flash連接交互系統(tǒng)控制引腳17ppui / o緩沖區(qū)的4ma電流驅動能力該引腳控制可編程上拉的dpls，是連接到dpls通過1.5k電阻32led輸出緩沖區(qū)8ma電流驅動能力該引腳控制led（發(fā)光二級管）。工作時led閃爍，空閑時暗。電源和地（9針）7, 19, 22vdd電源3.3v power10, 31vs

32、s接地接地1, 26vdda電源3.3v的模擬電源2, 23vssa接地模擬接地表3.2.1 （2）nand flash芯片u盤的nand flash芯片也就是存儲介質，nand flash 的讀寫直接調用兩個函數(shù)readpage（）和writepage（） 即可，他們可以一次寫入528個字節(jié)（51216）的內容。但是注意必須在寫數(shù)據(jù)之前首先將相應的簇擦除，擦除之前又需要先將不覆蓋的數(shù)據(jù)保存。在這里選用k9f5608芯片作為u盤的存儲介質nand flash，如3.2.2圖k9f5608就是芯片的樣式。圖3.2.2 k9f5608芯片各引腳做介紹及作用i/o0i/o7: 引腳用于輸入指令，地址

33、和數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)在讀取操作。那個i / o引腳芯片浮動大時，取消選擇或者被禁用。cle：在cle輸入控制的發(fā)送到命令寄存器命令激活路徑。當高有效，通過在we信號的上升沿/ o端口指令被鎖存到命令寄存器ale：ale輸入控制的地址到內部地址寄存器激活路徑。地址鎖存對上升到ale高的邊緣。ce：輸入設備選擇控制。當設備處于繁忙狀態(tài)時，輸入設備選擇控制被忽略， 該設備不返回到待機模式在程序或清除操作。re：可再生能源輸入的串行數(shù)據(jù)輸出控制。we: 在我們輸入控制寫入i / o端口。命令，地址和數(shù)據(jù)被鎖存的上升沿wp: wp引腳提供的疏忽寫/擦除茶nsitions在電源保護。內部高壓發(fā)電機重置時wp

34、引腳低電平。當lockpre是一個邏輯高可濕性粉劑是一個邏輯低,所有塊進入鎖定狀態(tài)。r/b: 輸出顯示設備的運行狀態(tài)。當?shù)?，則表明一個程序，刪除或隨機讀操作完成后，在制造工藝和高回報的狀態(tài)。輸出不浮動高阻狀態(tài)時，芯片被取消選中或輸出將中止。vccq：電源輸出緩沖區(qū)，內部連接至vcc。vcc：電源接口vss：接地n.c:是否是內部鏈接dnu：斷開lockpre：啟用和禁用鎖定機制和自動讀取電源。當lockpre是一個邏輯高， 塊鎖定模式和上電自動讀取模式的啟用，并在lockpre是一個邏輯低座鎖模式和上電自動讀取模式將被禁用。k9f5608芯片有48個管腳，32m的可存儲空間。該器件采用1.8伏

35、，2.65v電壓下， 3.3伏的vcc。它的與非單元提供了最具成本效益的固態(tài)大容量存儲市場的有效解決方案。一個程序可以在200ms運行，典型表現(xiàn)在528字節(jié)（x8設備）或264字節(jié)（x16設備）擦除操作。頁面中的數(shù)據(jù)可以在50ns為周期時間讀出（k9f5616q0c：50納秒）每字。在i / o引腳充當?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)輸入端口/輸出以及命令的輸入。芯片上支持寫入控制和擦除所有脈沖重復，包括在必要的功能，內部核查。支持，可以充分利用k9f560c8的可靠性，延長程序/擦除周期提供ecc錯誤糾正代碼與實時映射。 32兆字節(jié)的物理空間需要25個地址，因此需要3個字節(jié)尋址級別周期：列地址，行地址低和高行地址

36、。 k9f5608芯片作為u盤的存儲介質具有以下兩個特點：1.非易失性特點，所以適合固態(tài)文件存儲及其它便攜式非易失性存儲應用。2.支持復制回收計劃 ，在復制回程序配置為迅速有效地重寫 ，數(shù)據(jù)存儲在一個陣列內的單元到另一個單元內 ，同一陣列無需利用外部存儲器，得到時間的節(jié)能。由于時間節(jié)能 ，讀取和刪除系統(tǒng)的性能得到提高。第四章u盤的封裝與測試4.1 畫電路圖及封裝電路圖根據(jù)前幾章介紹的和學習可以畫出u盤電路圖，如圖4.1。圖4.1 u盤電路圖首先是打開orcad中的capture或capture cis工具新建一個項目按照電路圖，畫出兩個芯片，但必須注意芯片是屬于器件，必須先在place par

37、t中調出一個類似的芯片，然后在對這個芯片進行編輯，即選中芯片選擇edit part中畫出芯片，再刷新就完整畫出了一個芯片。畫好芯片后在個原件添加到項目中，按照電路圖畫好，再編輯各個元件和芯片的pcb footprint名稱，必須與pcb封裝庫里的名稱相對應，否則不能在pcb中顯示元件，如果一些芯片在pcb封裝庫里面有，那么必須新建這個庫，新建時必須嚴格按照芯片對應的參數(shù)進行編輯；最后就是封裝電路圖了，選擇整個項目，工具中create netlist ，選中other項，再選擇padspcb.dll，再確定這樣就完成了一個電路圖的封裝了。4.2 畫pcb及封裝pcb運行pads中的pads layout，把封裝好的電路圖導入進pads中，畫出板框，把所有的封裝好的電路圖都放在里面，并且把局布好，在電板分成4層，頂層與底層用來布線，其他兩層分別作電源和接地用；設置各個參數(shù)，如：線寬度，過孔大小等；最后是按照各個