Embedded_system_第五章_閃速存儲(chǔ)器

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

2、速度快。l支持在線(xiàn)編程。閃速存儲(chǔ)器的編程操作（1）v概述l Flash的編程操作分為： 擦除：將存儲(chǔ)單元的內(nèi)容由0變成1 寫(xiě)入：將存儲(chǔ)單元的內(nèi)容由1變成0l擦除、寫(xiě)入操作都是通過(guò)設(shè)置或清除Flash控制寄存器（FLCR）中的某個(gè)或某些位來(lái)完成的。閃速存儲(chǔ)器的編程操作（2）v概述l頁(yè)（page）和行（row） Flash在片內(nèi)是以頁(yè)（page）和行（row）為單位組織的。 頁(yè)和行的大?。ㄗ止?jié)數(shù)）隨整個(gè)Flash的大小變化而變化，頁(yè)的大小始終為行的兩倍。 對(duì)Flash的擦除操作都是以頁(yè)為基礎(chǔ)的，而寫(xiě)入操作則是以行或頁(yè)為基礎(chǔ)。閃速存儲(chǔ)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(gè)： F

3、lash控制寄存器（FLCR） 用于控制對(duì)Flash的擦除和寫(xiě)入操作 Flash塊保護(hù)寄存器（FLBPR） 用于設(shè)定被保護(hù)的Flash區(qū)域 閃速存儲(chǔ)器的編程寄存器（2）vFlash控制寄存器（FLCR）l用于控制對(duì)Flash的擦除和寫(xiě)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(fù)位復(fù)位 0 0 0 0 0 0 0 0 FLCR $FE08 讀讀寫(xiě)寫(xiě) 閃速存儲(chǔ)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(dāng)PGM=1或ERASE=1時(shí)，用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)置HVEN將來(lái)自片內(nèi)電荷泵的高壓

4、加到Flash陣列上。 1=打開(kāi)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(chǔ)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(shí)有效，用于選擇擦除操作方式：整體擦除或頁(yè)擦除。 1=選擇整體擦除方式。 0=選擇頁(yè)擦除方式。閃速存儲(chǔ)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(shè)置Flash編程操作為擦除操作。 與PGM位之間存在互鎖關(guān)系，無(wú)法同時(shí)被設(shè)置為。 1=選擇擦除操作。 0=不選擇擦除操作。閃速存儲(chǔ)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(xiě)入操作控制位。 該位用于設(shè)置Flash編程操作為寫(xiě)入操作。 1=選擇寫(xiě)入操作。 0=不選擇寫(xiě)入操作。閃速存儲(chǔ)器的編程寄存器（7）vFlash塊保護(hù)寄存器（FLBPR）lFLBPR塊保護(hù)寄存器用于設(shè)定被保護(hù)的Flash區(qū)域l當(dāng)Flash處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)，擦除和寫(xiě)人操作在用戶(hù)方式下都受限制，HVEN將無(wú)法正常置位 Flash塊保護(hù)寄存器（FLBPR）v圖中U=不受復(fù)位影響，出廠(chǎng)時(shí)設(shè)置為1。vBPR70是Flash塊保護(hù)寄存器位。BPR7BPR6BPR5BPR4BPR3BPR2BPR1BPR0 FLBPR $FF7E 讀讀寫(xiě)寫(xiě) 位位 7 6 5 4 3

6、 2 1 0 復(fù)位復(fù)位 U U U U U U U U MC68HC08GP32 Flash塊保護(hù)寄存器設(shè)置FLBPR內(nèi)容受保護(hù)的Flash區(qū)域 00$8000$FFFF（整個(gè)區(qū)域） 01$8080$FFFF 02$8100$FFFF FE$FF00$FFFF FF整個(gè)Flash區(qū)域都不受保護(hù)閃速存儲(chǔ)器的編程寄存器（8）vFlash塊保護(hù)寄存器（FLBPR）lFLBPR設(shè)定的是保護(hù)區(qū)域的起始地址，保護(hù)區(qū)域結(jié)束地址始終為Flash存儲(chǔ)區(qū)結(jié)束地址（$FFFF）。lFLBPR的8位設(shè)置了Flash保護(hù)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(duì)MC68HC08GP32而言

7、，它們?cè)O(shè)定的是16位起始地址的第147位（第15位恒為1）。閃速存儲(chǔ)器的編程寄存器（9）vFlash塊保護(hù)寄存器（FLBPR）l注意： 只有當(dāng)微控制器處于用戶(hù)方式下時(shí)，對(duì)寄存器本身和Flash保護(hù)區(qū)域的擦寫(xiě)操作保護(hù)才是有效的。閃速存儲(chǔ)器的編程步驟（1）v頁(yè)擦除操作l置ERASE位為1，清MASS位為0；l讀Flash塊保護(hù)寄存器；l向被擦除的頁(yè)寫(xiě)入任意值，一般是給首地址寫(xiě)入0，以便處理器確定擦除的頁(yè)l延時(shí)Tnvs；l置HVEN位為1；l延時(shí)Terase ；l清ERASE為0；l延時(shí)Tnvh；l清HVEN位為0；l延時(shí)Trcv后，F(xiàn)lash存儲(chǔ)區(qū)可以被正常讀取。 閃速存儲(chǔ)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(hù)寄存器；l給flash區(qū)域?qū)懭肴我庵?，一般是給首地址寫(xiě)入0l延時(shí)Tnvs；l置HVEN位為1；l延時(shí)Tmerase；l清ERASE位為0；l延時(shí)Tnvhl；l清HVEN位為0；l延時(shí)Trcv后，F(xiàn)lash存儲(chǔ)區(qū)可以被正常讀取。閃速存儲(chǔ)器的編程步驟（3）v寫(xiě)入操作l置 PGM位為1；l讀Flash塊保護(hù)寄存器；l向即將被寫(xiě)入的Flash頁(yè)（或行）內(nèi)的任意Flash單元寫(xiě)入任意值。本步驟選定了即將被寫(xiě)入的Flash頁(yè)，在接下來(lái)的步驟中，編程數(shù)據(jù)寫(xiě)入的目標(biāo)地址必須都存在于這一Flash頁(yè)內(nèi)。l延時(shí)Tnvs；l置HVEN位為1；閃速存儲(chǔ)器的

9、編程步驟（4）v寫(xiě)入操作（續(xù)）l延時(shí) Tpgs；l向頁(yè)內(nèi)目標(biāo)地址寫(xiě)入編程數(shù)據(jù)；l延時(shí)Tprog；l重復(fù)上述兩個(gè)步驟，直至同一頁(yè)內(nèi)各字節(jié)編程完畢；l清PGM位為0；l延時(shí)Tnvh；l清HVEN位為0；l延時(shí)Trcv后，F(xiàn)lash存儲(chǔ)區(qū)可以被正常讀取。閃速存儲(chǔ)器的編程模式（1）v概述lFlash的兩種在線(xiàn)編程模式： 監(jiān)控模式 用戶(hù)模式 閃速存儲(chǔ)器的編程模式（2）v用戶(hù)模式下的閃速存儲(chǔ)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(hù)使用的是自行開(kāi)發(fā)的Flash編程子例程，可在需要對(duì)Flash進(jìn)行編程前將子例程復(fù)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(biāo)準(zhǔn)Flash例程。Flash與傳統(tǒng)存儲(chǔ)器技術(shù)的比較存儲(chǔ)器固有不揮發(fā)性高密度 低功耗 單晶體管單元在線(xiàn)可重寫(xiě)Flash SRAM DRAM EEPROM OTP/EPROM 掩膜ROM 兩種編程模式比較 監(jiān)控模式 用戶(hù)模式外部硬件支持需要特定引腳電壓和主機(jī)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(jī)提供服務(wù)。用戶(hù)編寫(xiě)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(jī)通信監(jiān)控ROM程序通過(guò)半雙工串行口為主機(jī)提供指令讀寫(xiě)內(nèi)部地址必要時(shí)通過(guò)SCI串口從主機(jī)獲得某些命令或數(shù)據(jù)，用戶(hù)需為此編寫(xiě)相應(yīng)的串口通信和命令服務(wù)程序適用范圍對(duì)新出廠(chǎng)芯片