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1、第21卷 第2期小型微型计算机系统Vol121No122000年2月MINI-MICROSYSTEMFeb12000文章编号:100021220(2000)0220219203FLASH电子盘硬件设计赵跃龙 邓广文 何亚农(中南工业大学计算机系 长沙410083)摘 要:本文详细地介绍了FLASHMEMORY芯片的特性和使用方法,提出了一种采用FLASHMEMORY芯片来构成存储器系统的设计方案.由于本系统利用FLASHMEMORY芯片的可在线编程、快读ö写、在掉电情况下的非易失性等许多优异的特点和采用较少的元器件,所
2、以与一般的磁盘存储器相比,它具有结构简单、速度快、低功耗、抗震动等优点,也比一般的电子盘的容量大很多.关键词:FLASHMEMORY;电子盘;存储器分类号:TP333文献标识码:A1 引 言会丢失,且能长时间保存.这种芯片还可以在线工作情况下,进行擦除和重写.对字节编程只能把字节中的1变为0,不能磁盘以其廉价、方便、存储容量大、数据保存时间长等诸把0变为1.要把0变为1,必须对该64K区段或整个芯片进多优点,成为外存储系统中使用最多的存储设备.但由于它是行擦除,使整个区段或芯片中的所有位为1.在擦除时,该芯一个机电一体
3、化的设备,所以磁盘子系统具有IöO速度慢、片任何区段的组合能被同时擦除,并支持整片擦除.擦除的最功耗大、体积大、抗冲击抗恶劣环境能力差等缺点.因此,人们小单位为一个区段.在一些工控机、微机化医疗仪器等应用中引入了电子盘,电子FlashMemory芯片采用嵌入式擦除算法(Embedded盘采用半导体存储芯片代替磁存储介质,完全摒弃了机械装EraseAlgorithms)和嵌入式编程算法(EmbeddedProgram置.与磁盘相比,它具有数据读取速度快、功耗低、抗震动等许Algorithms).即实际的擦除过程为先对芯片
4、或区段预编程,多优点.但一般的电子盘只是用EPROM固化软件,只能读将所有的“1”变为“0”,然后再进行一定时间长度的擦除操作,数据而不能写数据;或用电池加RAM,虽能读写,但电路设最后还需进行擦除校验,未成功则上序操作需重复进行;而实计、维护麻烦,抗冲击振荡的能力不强.而且这些电子盘存储际的编程过程为先对擦除后的特定地址进行一定时间长度的容量都比较小,所以不能取代实际的磁盘.基于此,我们采用写操作,然后校验,如未成功则上序操作也需重复进行.现在FlashMemory(闪烁存储器)芯片,研制了一种新型的电子这些过程已被
5、相应的嵌入式算法自动完成,并通过内部时序盘.它不但象磁盘那样能读能写、具有较大容量,而且还具有电路进行计数与定时.对嵌入式算法的调用采用对芯片输入一般电子盘快速、低耗、抗震的优点.命令序列的方式.FlashMemory芯片定义了七个命令:读ö复位、自动选择、字节编程、芯片擦除、区段擦除、区段擦除暂停、2FlashMemory芯片特性区段擦除恢复.芯片操作是通过写特定的地址和数据序列到命令寄存器来选择.写入不正确的地址和数据或以不正确的FlashMemory芯片是近年来发展最快的一种存储器芯顺序写入将复位芯片到读状态.自
6、动选择命令是用来读出芯片,它从原来的需+5V和+12V双电源供电的Flash片的制造厂商代码和芯片代码.现在介绍几条常用的命令.Memory28F系列芯片,发展为现在的+5V单电源供电的A.读ö复位 第一周期向地址5555H写入AAH,第二FlashMemory29F系列芯片,且加入了嵌入式算法进行芯片周期向地址2AAAH写入55H,第三周期向地址5555H写入操作.29F系列芯片既有EEPROM的特点,又有EPROM的F0H,此时,进入了读ö复位状态,第四周期及其以后可为读的廉价.它是一种高性能、低功耗、电可擦除与重
7、新编程的存储地址和数据.器件,其最少可编程ö擦除次数为10万次.本文以FlashB.字节编程 第一周期向地址5555H写入AAH,第二Memory29F040(4Mb)芯片为例说明此类芯片的特点.周期向地址2AAAH写入55H,第三周期向地址5555H写入29F040芯片有512K字节的存储容量,按每区段(Sector)A0H,第四周期为写的地址和数据.每写一个字节就必须输入64KB分为8个区段.在掉电的情况下,芯片内保存的数据不一次此序列. 收稿日期:1999201226 基金项目:湖南省自然科学基金资助(97JJ
8、Y2042) 作者简介:赵跃龙,工学博士、教授.主要从事计算机体系结构、磁盘阵列、计算机控制、神经网络应用等方面的研究.邓广文,硕士研究生.主要从事计算机体系结构、磁盘阵列、计算机控制等方面的研究.何亚农,工程师.主要从事计算机体系结构、计算机控制、计算机应用等方面的研究.220小 型 微 型 计 算 机 系 统2000年C.区段
