闪速存储器

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。

AT89C2051AT89C2051是低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2K字节可反复擦写的程序存储器和128字节的随机存取数据存储器，器件采用高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8为中央处理器和Flash存储单元，功能强大。

AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。

主要性能参数：与MCS-51产品指令系统完全兼容2k字节可重擦写闪速存储器1000次擦写周期2.7——6V的工作电压范围全静态操作：0Hz——24MHz两级加密程序存储器128*8字节内部RAM15个可编程I/O口线两个16位定时/计数器6个中断源可编程串行UART通道可直接驱动LED的输出端口内置一个模拟比较器低功耗空闲和掉电模式1.功能特性概述：AT89C2051提供以下标准功能：2k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，15个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器记时钟电路。

同时，AT89C2051可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。

2.引脚配置3.框图4.引脚功能说明Vcc：电源电压GND：地Port1：P1口是一组8位双向I/O，P1.2——P1.7提供内部上拉电阻，P1.0 和P1.1内部无上拉电阻，主要是考虑它们分别是内部精密比较器的同相输入端（AINO）和反向输入端（AINI），如果需要应在外部接上拉电阻，P1口输出缓冲器可吸收20 mA电流并可直接驱动LED。

当P1口引脚写入“1“时可作输入端。

当引脚P1.2 to——P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而输出电流(I IL)。

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。