Embedded_system_第五章_閃速存儲器

1、 閃速存儲器v閃速存儲器概述l閃速存儲器Flash是一種高密度、真正不揮發(fā)的高性能讀寫存儲器，兼有功耗低、可靠性高等特點。 固有不揮發(fā)性 易更新性 成本低、密度和可靠性更高 閃速存儲器概述（1）l根據(jù)工藝Flash主要有兩類： NOR Flash： 連接N-MOS單元的線都是獨立的。 可以隨機讀取。 適于程序代碼的并行讀寫存儲，常用于制作PC的BIOS存儲器和微控制器內(nèi)部存儲器等等。 NAND Flash： 將幾個N-MOS單元用同一根線連接。 可以按順序讀取存儲單元的內(nèi)容。 適合于數(shù)據(jù)或文件的串行讀寫存儲。閃速存儲器概述（2）v現(xiàn)代片內(nèi)Flash的優(yōu)點：l單一電源電壓供應。l可靠性高。l擦寫

2、速度快。l支持在線編程。閃速存儲器的編程操作（1）v概述l Flash的編程操作分為： 擦除：將存儲單元的內(nèi)容由0變成1 寫入：將存儲單元的內(nèi)容由1變成0l擦除、寫入操作都是通過設置或清除Flash控制寄存器（FLCR）中的某個或某些位來完成的。閃速存儲器的編程操作（2）v概述l頁（page）和行（row） Flash在片內(nèi)是以頁（page）和行（row）為單位組織的。 頁和行的大小（字節(jié)數(shù)）隨整個Flash的大小變化而變化，頁的大小始終為行的兩倍。 對Flash的擦除操作都是以頁為基礎的，而寫入操作則是以行或頁為基礎。閃速存儲器的編程寄存器（1）v與Flash編程操作有關(guān)的寄存器有兩個： F

3、lash控制寄存器（FLCR） 用于控制對Flash的擦除和寫入操作 Flash塊保護寄存器（FLBPR） 用于設定被保護的Flash區(qū)域 閃速存儲器的編程寄存器（2）vFlash控制寄存器（FLCR）l用于控制對Flash的擦除和寫入操作lFLCR各位如下圖所示：00 0 0HVENMASSERASEPGM 位位 7 6 5 4 3 2 1 0 復位復位 0 0 0 0 0 0 0 0 FLCR $FE08 讀讀寫寫 閃速存儲器的編程寄存器（3）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含義lHVEN為高壓允許位。 當PGM=1或ERASE=1時，用戶可以通過設置HVEN將來自片內(nèi)電荷泵的高壓

4、加到Flash陣列上。 1=打開電荷泵并將高電壓加到Flash陣列上。 0=撤除Flash陣列上的高電壓并關(guān)閉電荷泵。閃速存儲器的編程寄存器（4）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含義lMASS為整體擦除控制位。 在ERASE=1時有效，用于選擇擦除操作方式：整體擦除或頁擦除。 1=選擇整體擦除方式。 0=選擇頁擦除方式。閃速存儲器的編程寄存器（5）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含義lERASE為擦除操作控制位。 該位用于設置Flash編程操作為擦除操作。 與PGM位之間存在互鎖關(guān)系，無法同時被設置為。 1=選擇擦除操作。 0=不選擇擦除操作。閃速存儲器的編程寄存器（6）vFl

5、ash控制寄存器（FLCR）各位的含義lPGM為寫入操作控制位。 該位用于設置Flash編程操作為寫入操作。 1=選擇寫入操作。 0=不選擇寫入操作。閃速存儲器的編程寄存器（7）vFlash塊保護寄存器（FLBPR）lFLBPR塊保護寄存器用于設定被保護的Flash區(qū)域l當Flash處于保護狀態(tài)時，擦除和寫人操作在用戶方式下都受限制，HVEN將無法正常置位 Flash塊保護寄存器（FLBPR）v圖中U=不受復位影響，出廠時設置為1。vBPR70是Flash塊保護寄存器位。BPR7BPR6BPR5BPR4BPR3BPR2BPR1BPR0 FLBPR $FF7E 讀讀寫寫 位位 7 6 5 4 3

6、 2 1 0 復位復位 U U U U U U U U MC68HC08GP32 Flash塊保護寄存器設置FLBPR內(nèi)容受保護的Flash區(qū)域 00$8000$FFFF（整個區(qū)域） 01$8080$FFFF 02$8100$FFFF FE$FF00$FFFF FF整個Flash區(qū)域都不受保護閃速存儲器的編程寄存器（8）vFlash塊保護寄存器（FLBPR）lFLBPR設定的是保護區(qū)域的起始地址，保護區(qū)域結(jié)束地址始終為Flash存儲區(qū)結(jié)束地址（$FFFF）。lFLBPR的8位設置了Flash保護區(qū)域起始地址的高8位。其具體位置取決于特定微控制器的Flash容量。 對MC68HC08GP32而言

7、，它們設定的是16位起始地址的第147位（第15位恒為1）。閃速存儲器的編程寄存器（9）vFlash塊保護寄存器（FLBPR）l注意： 只有當微控制器處于用戶方式下時，對寄存器本身和Flash保護區(qū)域的擦寫操作保護才是有效的。閃速存儲器的編程步驟（1）v頁擦除操作l置ERASE位為1，清MASS位為0；l讀Flash塊保護寄存器；l向被擦除的頁寫入任意值，一般是給首地址寫入0，以便處理器確定擦除的頁l延時Tnvs；l置HVEN位為1；l延時Terase ；l清ERASE為0；l延時Tnvh；l清HVEN位為0；l延時Trcv后，F(xiàn)lash存儲區(qū)可以被正常讀取。 閃速存儲器的編程步驟（2）v整體

8、擦除操作l置ERASE位和MASS位為1；l讀Flash塊保護寄存器；l給flash區(qū)域?qū)懭肴我庵担话闶墙o首地址寫入0l延時Tnvs；l置HVEN位為1；l延時Tmerase；l清ERASE位為0；l延時Tnvhl；l清HVEN位為0；l延時Trcv后，F(xiàn)lash存儲區(qū)可以被正常讀取。閃速存儲器的編程步驟（3）v寫入操作l置 PGM位為1；l讀Flash塊保護寄存器；l向即將被寫入的Flash頁（或行）內(nèi)的任意Flash單元寫入任意值。本步驟選定了即將被寫入的Flash頁，在接下來的步驟中，編程數(shù)據(jù)寫入的目標地址必須都存在于這一Flash頁內(nèi)。l延時Tnvs；l置HVEN位為1；閃速存儲器的

9、編程步驟（4）v寫入操作（續(xù)）l延時 Tpgs；l向頁內(nèi)目標地址寫入編程數(shù)據(jù)；l延時Tprog；l重復上述兩個步驟，直至同一頁內(nèi)各字節(jié)編程完畢；l清PGM位為0；l延時Tnvh；l清HVEN位為0；l延時Trcv后，F(xiàn)lash存儲區(qū)可以被正常讀取。閃速存儲器的編程模式（1）v概述lFlash的兩種在線編程模式： 監(jiān)控模式 用戶模式 閃速存儲器的編程模式（2）v用戶模式下的閃速存儲器編程方法lFlash編程子例程必須存在于RAM或監(jiān)控ROM中。l如果用戶使用的是自行開發(fā)的Flash編程子例程，可在需要對Flash進行編程前將子例程復制到RAM中去，然后跳轉(zhuǎn)到RAM中執(zhí)行。l使用固化在監(jiān)控ROM中的標準Flash例程。Flash與傳統(tǒng)存儲器技術(shù)的比較存儲器固有不揮發(fā)性高密度 低功耗 單晶體管單元在線可重寫Flash SRAM DRAM EEPROM OTP/EPROM 掩膜ROM 兩種編程模式比較 監(jiān)控模式 用戶模式外部硬件支持需要特定引腳電壓和主機不需任何外部硬件支持工作方式內(nèi)部監(jiān)控ROM程序工作，為主機提供服務。用戶編寫子例程，由主流程調(diào)用。子例程駐留在RAM或監(jiān)控ROM中。與主機通信監(jiān)控ROM程序通過半雙工串行口為主機提供指令讀寫內(nèi)部地址必要時通過SCI串口從主機獲得某些命令或數(shù)據(jù)，用戶需為此編寫相應的串口通信和命令服務程序適用范圍對新出廠芯片