闪速存储器
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1 说明计算机系统的层次结构。
计算机系统可分为:微程序机器级,一般机器级(或称机器语言级),操作系统级,汇编语言级,高级语言级。
3 请说明SRAM的组成结构,与SRAM相比,DRAM在电路组成上有什么不同之处?SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成,DRAM还需要有动态刷新电路。
4 请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。
程序查询方式,数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制,优点是硬件结构比较简单,缺点是CPU效率低,中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU,准备输入输出的一种方法,它节省了CPU时间,但硬件结构相对复杂一些。
5 指令和数据均存放在内存中,计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。
时间上讲,取指令事件发生在“取指周期”,取数据事件发生在“执行周期”。
从空间上讲,从内存读出的指令流流向控制器(指令寄存器)。
从内存读出的数据流流向运算器(通用寄存器)。
6 什么是指令周期?什么是机器周期?什么是时钟周期?三者之间的关系如何?指令周期是完成一条指令所需的时间。
包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。
机器周期也称为CPU周期,是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间,通常等于取指时间(或访存时间)。
时钟周期是时钟频率的倒数,也可称为节拍脉冲或T周期,是处理操作的最基本单位。
一个指令周期由若干个机器周期组成,每个机器周期又由若干个时钟周期组成。
7 简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。
(1)外设发出DMA请求;(2)CPU响应请求,DMA控制器从CPU接管总线的控制;(3)由DMA控制器执行数据传送操作;(4)向CPU报告DMA操作结束。
主要优点是数据数据速度快8 在寄存器—寄存器型,寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中,哪类指令的执行时间最长?哪类指令的执行时间最短?为什么?寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。
Super Flash型存储器SST39SF020的特性及应用39SF020是SST公司最近推出的一种SuperFlash型的存储器芯片,属于SST公司平行闪速存储器(Parallel Flash Memories)系列产品中的多功能型闪速存储器(Multi-Purpose Flash),采纳单一+5V电源供电,可便利地应用于系统的设计中。
与同容量的其他类型存储器相比,39SF系列闪速存储器具有显然的优点。
39SF020的字节写入速度可达20μs,显然高于E2PROM型存储器。
而价格又远低于同容量的非易失性静态存储器(NVSRAM),芯片读写速度满足绝大多数场合,是一种性价比很高的存储器。
39SF020适用于需要程序在线写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合,其基于Super Flash技术的电路设计可以在降低功耗的同时显著提高系统的稳定性。
1 SST39SF020性能特点1.1 SST39SF020的主要特性(1)按256kB x 8b结构组织。
(2)单一十5V供电下的读写操作。
(3)高性能的用法寿命:读写操作可达100 000次,数据保存时光大于100年。
(4)低用法功耗:芯片选通条件下工作为10mA,非选通条件下工作电流为3μA。
(5)扇区擦除能力:4 kB空间为基本擦除单位。
(6)读取数据时光:45-70ns。
(7)地址和数据锁存功能。
(8)芯片擦除和写入时光:扇区擦除时光为18ms,芯片擦除时光为70ms,字节擦除时光为14μs,芯片整体重新写入时光为2s。
(9)具有内部擦除或写人操作完毕的状态标记位。
1.2 SST39SF020内部结构框图图1为39SF020内部结构框图,其中A17一A0为地址线,CE为芯片第1页共4页。
ROM,PROM,EPROM,EEPROM及FLASH存储器的区别在微机的发展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只读存储器)中。
ROM内部的资料是在ROM的制造⼯序中,在⼯⼚⾥⽤特殊的⽅法被烧录进去的,其中的内容只能读不能改,⼀旦烧录进去,⽤ 户只能验证写⼊的资料是否正确,不能再作任何修改。
如果发现资料有任何错误,则只有舍弃不⽤,重新订做⼀份。
ROM是在⽣产线上⽣产的,由于成本⾼,⼀般 只⽤在⼤批量应⽤的场合。
由于ROM制造和升级的不便,后来⼈们发明了PROM(Programmable ROM,可编程ROM)。
最初从⼯⼚中制作完成的PROM内部并没有资料,⽤户可以⽤专⽤的编程器将⾃⼰的资料写⼊,但是这种机会只有⼀次,⼀旦写⼊后也 ⽆法修改,若是出了错误,已写⼊的芯⽚只能报废。
PROM的特性和ROM相同,但是其成本⽐ROM⾼,⽽且写⼊资料的速度⽐ROM的量产速度要慢,⼀般只 适⽤于少量需求的场合或是ROM量产前的验证。
EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM)芯⽚可重复擦除和写⼊,解决了PROM芯⽚只能写⼊⼀次的弊端。
EPROM芯⽚有⼀个很明显的特征,在其正⾯的陶瓷封装上,开有⼀个玻璃窗⼝,透过该窗⼝,可以看到其内部的集成电路,紫外线透过该孔照射内部芯⽚就可以擦除其内的数据,完成芯⽚擦除的操作要⽤到EPROM擦除器。
EPROM内资料的写⼊要⽤专⽤的编程器,并且往芯⽚中写内容时必须要加⼀定的编程电压(VPP=12—24V,随不同的芯⽚型号⽽定)。
EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8*256K)是⼀⽚2M Bits容量的EPROM芯⽚。
EPROM芯⽚在写⼊资料后,还要以不透光的贴纸或胶布把窗⼝封住,以免受到周围的紫外线照射⽽使资料受损。
鉴于EPROM操作的不便,后来出的主板上的BIOS ROM芯⽚⼤部分都采⽤EPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,电可擦除可编程ROM)。
闪速存储器一、闪速存储器的特点闪速存储器(Flash Memory)是一类非易失性存储器NVM(Non-Volatile Memory)即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息;而诸如DRAM、SRAM这类易失性存储器,当供电电源关闭时片内信息随即丢失。
Flash Memory集其它类非易失性存储器的特点:与EPROM相比较,闪速存储器具有明显的优势——在系统电可擦除和可重复编程,而不需要特殊的高电压(某些第一代闪速存储器也要求高电压来完成擦除和/或编程操作);与EEPROM相比较,闪速存储器具有成本低、密度大的特点。
其独特的性能使其广泛地运用于各个领域,包括嵌入式系统,如PC及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表和汽车器件,同时还包括新兴的语音、图像、数据存储类产品,如数字相机、数字录音机和个人数字助理(PDA)。
二、闪速存储器的技术分类全球闪速存储器的主要供应商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。
1 NOR技术NORNOR技术(亦称为Linear技术)闪速存储器是最早出现的Flash Memory,目前仍是多数供应商支持的技术架构。
它源于传统的EPROM器件,与其它Flash Memory技术相比,具有可靠性高、随机读取速度快的优势,在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合,尤其是纯代码存储的应用中广泛使用,如PC的BIOS 固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。
NOR技术Flash Memory具有以下特点:(1)程序和数据可存放在同一芯片上,拥有独立的数据总线和地址总线,能快速随机读取,允许系统直接从Flash中读取代码执行,而无需先将代码下载至RAM中再执行;(2)可以单字节或单字编程,但不能单字节擦除,必须以块为单位或对整片执行擦除操作,在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作。
闪速存储器[浏览次数:271次]闪速存储器(Flash Memory)是一类非易失性存储器NVM(Non-Volatile Memory)即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息;而诸如DRAM、SRAM这类易失性存储器,当供电电源关闭时片内信息随即丢失.相对传统的EEPROM芯片,这种芯片可以用电气的方法快速地擦写。
由于快擦写存储器不需要存储电容器,故其集成度更高,制造成本低于DRAM.它使用方便,既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度,又具有ROM在断电后可不丢失信息的特点,所以快擦写存储器技术发展最迅速。
目录•闪速存储器的概要•闪速存储器的分类及特征•闪速存储器指令•闪速存储器在图像采集系统中的应用•闪速存储器的研究与进展闪速存储器的概要•闪速存储器的基本存储器单元结构如图1所示。
一眼看上去就是n沟道的MOSFET那样的东西,但又与普通的FET不同,特点是在栅极(控制栅)与漏极/源极之间存在浮置栅,闪速存储器利用该浮置栅存储记忆.图1 闪速存储器的单元结构浮置栅被设计成可以存储电荷的构造,栅极及主板利用氧化膜进行了绝缘处理,一次积累的电荷可以长时间(10年以上)保持。
当然,如果氧化膜存在缺陷,或者由于某种原因使绝缘膜遭到破坏,那么闪速存储器将失去记忆。
同时,因为热能必定致使电荷以某概率发生消减,因此数据保存的时间将受到温度的影响。
下面,我们将进一步讨论闪速存储器的擦除与写人的原理.我们知道,数据的写人与擦除是通过主板与控制栅之间电荷的注人与释放来进行的。
例如,一般的NOR闪速存储器在写人时提高控制栅的电压,向浮置栅注人电荷(图2)。
而数据的擦除可以通过两种方法进行。
一种方法是通过给源极加上+12V左右的高电压,释放浮置栅中的电荷(Smart VoltageRegulator);另一种方法是通过给控制栅加上负电压(—10V左右),挤出浮置栅中的电荷(负极门擦除法)。
各种电压提供方式如图3所示.图2 闪速存储器的写入操作图3 闪速存储器的擦除操作图4图示了闪速存储器单元的电压-电流特性。
Flash的选择Flash称为闪速存储器,是一种高速的、电擦除、电改写的非易失性的存储器。
因它具有速度快、容量大、功耗低以及成本低等优点,所以在电子、计算机、通信、军事以及航空航天等领域得到了广泛应用。
Flash的选择,主要考虑以下几个方面的因素。
(1)可靠性。
闪速存储器的可擦除编程次数和数据的保存时间是选购的重要标准之一。
一般选择可重复擦写的次数在10万次以上,保存时间在100年以上的芯片。
(2)容量。
根据系统的要求,选择合适的大小。
容量和价格成正比,容量越大,价格越高。
(3)读写时间。
读写时间是关键性指标。
一般选择和DSP 能达到最佳配合的芯片。
读写速度和价格成正比,读写速度越快,价格越高。
(4)写周期和擦除周期功耗。
(5)和DSP芯片的兼容性。
包括速度、电压、时钟以及硬件连接等方面。
除了上述几个因素以外,选择Flash芯片还需考虑到芯片的价格、封装形式、供货周期、技术支持以及普及程度等情况。
根据以上原则本案例选择美国SST公司的128K×8bit的闪速存储器SST29LE010。
SST29LE010是SST公司的29系列128K×8bit多用途闪速存储器。
它的主要特点和技术指标如下。
(1)高的可靠性。
可承受10万次擦写、数据保持时间大于100年。
(2)快速写操作。
每页128Byte,页写时间为5ms(典型值),片写时间为5s(典型值)、有效字节写循环周期是39μs(典型值)。
(3)低功耗。
工作时功耗为10mA,休眠时功耗为10uA。
(4)兼容性好。
兼容TTL电平和CMOS电平。
(5)单一3.3V电压供电,可以直接和DSP连接。
(6)达到JEDEC(电子器件工程联合会)标准的Flash EEPROM管脚输出和命令集。
flash 存储器分类全球闪速存储器的技术主要掌握在AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。
1. NOR技术NORNOR技术(亦称为Linear技术)闪速存储器是最早出现的Flash Memory,目前仍是多数供应商支持的技术架构。
它源于传统的EPROM器件,与其它Flash Memory技术相比,具有可靠性高、随机读取速度快的优势,在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合,尤其是纯代码存储的应用中广泛使用,如PC的BIOS固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。
NOR技术Flash Memory具有以下特点:(1) 程序和数据可存放在同一芯片上,拥有独立的数据总线和地址总线,能快速随机读取,允许系统直接从Flash中读取代码执行,而无需先将代码下载至RAM中再执行;(2)可以单字节或单字编程,但不能单字节擦除,必须以块为单位或对整片执行擦除操作,在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作。
由于NOR技术Flash Memory的擦除和编程速度较慢,而块尺寸又较大,因此擦除和编程操作所花费的时间很长,在纯数据存储和文件存储的应用中,NOR技术显得力不从心。
不过,仍有支持者在以写入为主的应用,如CompactFlash卡中继续看好这种技术。
Intel公司的StrataFlash家族中的最新成员——28F128J3,是迄今为止采用NOR技术生产的存储容量最大的闪速存储器件,达到128Mb(位),对于要求程序和数据存储在同一芯片中的主流应用是一种较理想的选择。
该芯片采用0.25μm制造工艺,同时采用了支持高存储容量和低成本的MLC技术。
所谓MLC技术(多级单元技术)是指通过向多晶硅浮栅极充电至不同的电平来对应不同的阈电压,代表不同的数据,在每个存储单元中设有4个阈电压(00/01/10/11),因此可以存储2b信息;而传统技术中,每个存储单元只有2个阈电压(0/1),只能存储1b信息。
Flash闪速存储器--(NAND和NOR比较)一、闪速存储器的特点闪速存储器(FlashMemory)是一类非易失性存储器NVM(Non-VolatileMemory)即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息;而诸如DRAM、SRAM这类易失性存储器,当供电电源关闭时片内信息随即丢失。
FlashMemory集其它类非易失性存储器的特点:与EPROM相比较,闪速存储器具有明显的优势——在系统电可擦除和可重复编程,而不需要特殊的高电压(某些第一代闪速存储器也要求高电压来完成擦除和/或编程操作);与EEPROM相比较,闪速存储器具有成本低、密度大的特点。
其独特的性能使其广泛地运用于各个领域,包括嵌入式系统,如PC及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表和汽车器件,同时还包括新兴的语音、图像、数据存储类产品,如数字相机、数字录音机和个人数字助理(PDA)。
Flash的技术特点如下:(1)区块存储单元:在物理结构上分成若干个被称为区块的存储单元,不同区块之间相互独立,每个区块几KB~几十KB。
(2)先擦后写:任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。
(3)位交换:有时一个比特位会发生反转,就是位交换。
(4)区块损坏:使用过程中,某些区块可能会被损坏,区块损坏后就不可修复。
二、闪速存储器的技术分类全球闪速存储器的主要供应商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。
1 NOR技术NOR技术(亦称为Linear技术)闪速存储器是最早出现的FlashMemory,目前仍是多数供应商支持的技术架构。
它源于传统的EPROM器件,与其它FlashMemory技术相比,具有可靠性高、随机读取速度快的优势,在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合,尤其是纯代码存储的应用中广泛使用,如PC 的BIOS固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。
闪速存储器[浏览次数:271次]闪速存储器(Flash Memory)是一类非易失性存储器NVM(Non-Volatile Memory)即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息;而诸如DRAM、SRAM这类易失性存储器,当供电电源关闭时片内信息随即丢失.相对传统的EEPROM芯片,这种芯片可以用电气的方法快速地擦写.由于快擦写存储器不需要存储电容器,故其集成度更高,制造成本低于DRAM.它使用方便,既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度,又具有ROM在断电后可不丢失信息的特点,所以快擦写存储器技术发展最迅速。
目录∙闪速存储器的概要∙闪速存储器的分类及特征∙闪速存储器指令∙闪速存储器在图像采集系统中的应用∙闪速存储器的研究与进展闪速存储器的概要∙闪速存储器的基本存储器单元结构如图1所示。
一眼看上去就是n沟道的MOSFET那样的东西,但又与普通的FET不同,特点是在栅极(控制栅)与漏极/源极之间存在浮置栅,闪速存储器利用该浮置栅存储记忆。
图1 闪速存储器的单元结构浮置栅被设计成可以存储电荷的构造,栅极及主板利用氧化膜进行了绝缘处理,一次积累的电荷可以长时间(10年以上)保持。
当然,如果氧化膜存在缺陷,或者由于某种原因使绝缘膜遭到破坏,那么闪速存储器将失去记忆。
同时,因为热能必定致使电荷以某概率发生消减,因此数据保存的时间将受到温度的影响。
下面,我们将进一步讨论闪速存储器的擦除与写人的原理。
我们知道,数据的写人与擦除是通过主板与控制栅之间电荷的注人与释放来进行的。
例如,一般的NOR闪速存储器在写人时提高控制栅的电压,向浮置栅注人电荷(图2)。
而数据的擦除可以通过两种方法进行。
一种方法是通过给源极加上+12V左右的高电压,释放浮置栅中的电荷(Smart Voltage Regulator);另一种方法是通过给控制栅加上负电压(-10V左右),挤出浮置栅中的电荷(负极门擦除法)。
各种电压提供方式如图3所示。
图2 闪速存储器的写入操作图3 闪速存储器的擦除操作图4图示了闪速存储器单元的电压-电流特性。
浮置栅的电荷可抵消提供给控制栅的电压。
也就是说,如果浮置栅中积累了电荷,则阈值电压(Vth)增高。
与浮置栅中没有电荷时的情况相比,如果不给控制栅提供高电压,则漏极-源极间不会处于导通的状态。
因此,这是判断浮栅中是否积累了电荷,也就是判断是“1”还是“0”的机制。
图4 闪速存储器单元的电压一电流特性变化那么,写入操作是提高了Vth还是降低了Vth呢?根据闪速存储器的类型情况也有所不同。
作为传统EPROM的一般替代晶的NOR以及硅盘中应用的NAND 闪速存储器,在写入时为高Vth;而AND及DINOR闪速存储器中,在写人时为低Vth。
闪速存储器的分类及特征闪速存储器根据单元的连接方式,如表所示,可分成NAND、NOR、DINOR(Divided bit Line NOR)及AND几类。
NAND闪速存储器单元的连接方式如图1所示,NOR闪速存储器如图2所示,DINOR闪速存储器如图3所示,AND闪速存储器单元的结构如图4所示。
市场上销售的闪速存储器基本上就是NOR 及NAND两种,其中只有NAND闪速存储器的单元是串联的,其他所有类型的单元都是并联的。
表闪速存储器的单元方式NOR闪速存储器以读取速度100ns的高速在随机存取中受到人们的青睐。
但由于其单元尺寸大于NAND闪速存储器,存在着难以进行高度集成的问题。
写人时采用CHE(Channel HotElectron,沟道热电子)方式,即在栅-漏之间加上高电压,提高通过沟道的电子能量,向浮置栅中注入电荷。
这样,由于损耗电流变大,在写入时必须由外部其他途径提供+12V左右的电源,因而不适合低电压操作。
图1 NAND闪速存储器的单元结构图2 NOR闪速存储器的单元结构与NOR闪速存储器相比较,东芝公司开发的NAND闪速存储器却能够进行高度集成,写人方式也因采用了被称为隧道的方式,即利用了氧化膜所引起的隧道效应现象,故与NOR闪速存储器相比,具有损耗电流较小的特征。
但在另一方面,由于单元是串联连结的,所以面向顺序存取,具有随机存取速度慢的缺点。
图3 DINOR闪速存储器的单元结构三菱与日立结合NAND及NOR闪速存储器的特点,开发了DINOR(Divided bit-line NOR)闪速存储器以及AND闪速存储器。
DINOR闪速存储器的结构是将数据线(位线)分离成主数据线与子数据线的层次,通过各个存储器单元与子数据线的连接,既可以具有像NAND那样的高度可集成性,又具各与NOR同等程度以上的高速随机存取性。
因为写人操作也采用了隧道方式,所以较小的写入电流就可完成写人操作。
又因数据置换所需要的高电压升压电路可以设计于芯片内部,因此可以进行低电压的单一电源操作。
图4 AND闪速存储器的单元结构AND闪速存储器单元的源线也设计了分离的子源线,是倾向于顺序存取的产品。
除了能够以与硬盘一个扇区相同的512字节大小的小块单位进行写人及读取操作以外,还具有DINOR的低功耗特长,可以面向硅盘等展开应用。
单元的连接方式与NOR闪速存储器相同,写入逻辑为反相(NOR写人时Vth变高,而AND 式则降低),命名为AND式。
现在的NOR闪速存储器也致力于改良,目的在于将写人操作也采用隧道方式以降低功耗,或者通过单元物理结构上的改善等,使低电压单一电源类型的闪速存储器也形成产品。
以文件为使用目的的AND及NAND两种类型的闪速存储器目前已在市场上流通,应用于大容量的FlashATA卡等方面。
闪速存储器指令∙通过地址与数据特定组合的若干次写入序列,向闪速存储器发出指令。
利用这样的序列,防止由于编程错误及开通电源的暂时不稳定等因素所引发偶然擦除及写入操作。
Am29F010A的指令定义如表所示。
例如,当编程指令(向闪速存储器特定地址写入数据)下达时,如下所述:①向555h地址写入AAh;②向2AAh地址写入55h;③向555h地址写入A0h;④向希望写人地址(PA)处写人希望写入的数据(PD)。
表Am29F010A的指令定义RA:读地址;PA:编程地址;SA:扇区地址;RD:读数据;PD:编程数据通过上述4次写入序列完成写人操作。
最后的写操作完成后,根据读取状态来判断内部操作是否结束。
闪速存储器在图像采集系统中的应用∙图像的保存和恢复是一个图像采集系统所不可或缺的功能之一。
保存图像信息所用的介质或设备有很多种,如常用的电影胶片、胶卷、硬盘、软盘、光盘、各种静态和动态RAM、ROM以及固态存储器件等。
其中,Flash ROM以其内容掉电不消失、价格低廉、控制方法灵活、与微处理器接口方便等特点,越来越多地应用在图像采集与存储系统中,如常见的数码像机。
因此,研究Flash ROM在图像采集记录系统中的应用技术有着重要的意义。
1 闪速存储器的分类和发展现状目前常见的图像采集记录系统如数码像机、数码摄像机中,通常采用半导体存储器作为其记忆部分。
半导体存储器通常可分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM[_]。
RAM的内容可以随时刷新,访问速度快,但是掉电后其存储的信息会丢失;ROM则具有掉电不丢失数据的特性。
通常ROM又可分为固定ROM、PROM、EPROM和EEPROM。
图1 K9F1208UOM引脚定义闪速存储器(Flash ROM)属于半导体存储器的一种,属于非易失性存储器NVM(Non-Volatile Memory)。
它采用类似于EPROM的单管叠栅结构的存储单元揣怕,是新一代用电信号擦除的可编程ROM;它既吸收了EPROM结构简单、编程可靠的优点,又具有EPROM用随道效应擦除的快捷特性,集成度可做得很高,因而在便携式数据存储和各种图像采集记录系统中得到了广泛的应用。
全球闪速存储器的主要供应商有AMD、Atmel、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、M ic ron、Mitsubishi、Sa ms ung、SST、Sharp、Toshiba。
由于各自技术架构的不同,分为几大阵营,因此闪速存储也按其采用技术的不同而分为几大类:*NOR技术——代表公司Intel,特点为擦除和写入慢、随机读快;*NAND技术——代表公司Samsung,特点为随机读写慢、以页为单位连续读写快;*AND技术——代表公司Hitachi,特点为低功耗,价格高。
*由EEPROM派生的闪速存储器。
特点:介于NOR与EEPROM之间。
存储器的发展具有容量更大、体积更小、价格更低的趋势,这在闪速存储器行业表现得淋漓尽致。
随着单导体制造工艺的展,主流闪速存储器厂家采用0.18μm,甚至0.15μm的制造工艺。
借助于先进工艺的优势,闪速存储器的容量可以变大:NOR技术将出现256Mb的器件,NAND和AND技术已经有16Gb的器件。
芯片的封装尺寸更小:从最初DIP封装,到PSOP、SSOP、TSOP封装,再到BGA封装,闪速存储器已经变得非常纤细小巧。
工作电压更低:从最初12V的编程电压,一步步下降到5V、3.3V、2.7V、1.8V单电压供电;符合国际上低功耗的潮流,更促进了便携式产品的发展。
位成本大幅度下降:采用NOR技术的Intel公司的28F128J3价格为25美元,NAND技术和AND技术的闪速存储器已经突破10MB 2美元的价位,性价比极高。
本文中讨论的是采用NAND技术的K9F1208U0M。
图2AT90S8515和K9F1208UOM硬件接口原理2 64M闪速存储器K9F1208UOM简介K9F1208U0M是Samsung公司生产的采用NAND技术的大容量、高可靠Flash存储器。
该器件采用三星公司的OS浮置门技术和与非存储结构,存储容量为64M×8位,除此之外还有2048K×8位的空闲存储区。
该器件采用TSSOP48封装,工作电压2.7~3.6V。
K9F1208U0M对528字节一页的写操作所需时间典型值是200μs,而对16K字节一块的擦除操作典型民仅需2ms。
每一页中的数据出速度也很快,平均每个字节只需50ns,已经与一般的SRAM相当。
8位I/O端口采用地址、数据和命令复用的方法。
这样既可减少引脚数,还可使接口电路简洁。
片内的写控制器能自动执行写操作和擦除功能,包括必要的脉冲产生,内部校验等,完全不用外部微控制器考虑,简化了器件的编程控制难度。
2.1 器件结构K9F1208U0M的结构如图1所示。
由以下几部分组成:①地址译码器。
它是一个二维的译码器,A0~A7为Y方向译码器,A9~A25为X方向译码器;而A8是由命令寄存器决定的,用于选择Flash ROM存储器的区号。
②存储阵列。
如图1所示,由于地址A8的不同,可以把存储阵列分为第一和第二两部分;同时,它还有一个空闲区,都可通过命令进行选择。