存储器接口-精选课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ARM嵌入式体系结构与接口技术,第,9,章 存储器接口,ARM嵌入式体系结构与接口技术第9章 存储器接口,第,1,章 嵌入式系统基础知识,第,2,章,ARM,技术概述,第,3,章,ARM,的指令系统,第,4,章,ARM,汇编语言程序设计,第,5,章,ARM Realview MDK,集成开发环境,第,6,章,GPIO,编程,第,7,章,ARM,异常中断处理及编程,第,8,章 串行通信接口,课程安排：,2,第1章 嵌入式系统基础知识课程安排：2,第,9,章 存储器接口,第,10,章 定时器,第,11,章,A/D,转换器,第,12,章,LCD,接口设计,第,13,章 温度监测仪开发实例,课程安排：,3,第9章 存储器接口 课程安排：3,9.1 Flash ROM,介绍,9.2 Nor Flash,操作,9.3 NAND Flash,操作,9.4 S3C2410X,中,Nand Flash,控制器的操作,9.5 S3C2410X Nand Flash,接口电路与程序设计,9.6 SDRAM,芯片介绍,9.7,小结,9.8,思考与练习,本章课程：,4,9.1 Flash ROM介绍本章课程：4,Falsh,器件的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息。,Flash Memory,属于,EEPROM(,电擦除可编程只读存储器,),类型。它既有,ROM,的特点，又有很高的存取速度，而且易于擦除和重写，功耗很小。,Flash,主要有两种类型：“或非,NOR”,和“与非,NAND”,Intel,于,1988,年首先开发出,NOR Flash,技术,东芝公司,1989,年发表了,NAND Flash,结构,Nand Flash,与,Nor Flash,对比：,1,、接口对比,NOR Flash,带有通用的,SRAM,接口，可以轻松地挂接在,CPU,的地址、数据总线上，对,CPU,的接口要求低。,NOR Flash,的特点是芯片内执行,(XIP,eXecute In Place),，这样应用程序可以直接在,Flash,闪存内运行，不必再把代码读到系统,RAM,中。,NAND Flash,器件使用复杂的,I/O,口来串行地存取数据，,8,个引脚用来传送控制、地址和数据信息。,9.1 Flash ROM,介绍,5,Falsh器件的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的,2,、容量和成本对比,相比起,NAND Flash,来说，,NOR Flash,的容量要小，一般在,132MByte,左右,3,、可靠性性对比,NAND,器件中的坏块是随机分布的，而坏块问题在,NOR Flash,上是不存在的,4,、寿命对比,NAND,闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而,NOR,的擦写次数是十万次,5,、升级对比,NOR Flash,的升级较为麻烦，因为不同容量的,NOR Flash,的地址线需求不一样不同容量的,NAND Flash,的接口是固定的，所以升级简单,6,、读写性能对比,擦除,NOR,器件时是以,64,128KB,的块进行的，执行一个写入,/,擦除操作的时间约为为,5s,。擦除,NAND,器件是以,8,32KB,的块进行的,执行相同的操作最多只需要,4ms,。,NOR,的读速度比,NAND,稍快一些。,9.1 Flash ROM,介绍,6,2、容量和成本对比相比起NAND Flash来说，NOR,9.2.1 SST39VF160,芯片介绍,SST39VF160,是一个,1M16,的,CMOS,多功能,Flash,器件,SST39VF160,的工作电压为,.7,3.6V,，单片存储容量为,M,字节，采用,48,脚,TSOP,封装，,16,位数据宽度。,SST39VF160,引脚图,9.2 Nor Flash,操作,7,9.2.1 SST39VF160芯片介绍9.2 Nor F,SST39VF160的引脚功能描述如下表,9.2 Nor Flash,操作,8,SST39VF160的引脚功能描述如下表 9.2 Nor,9.2.2 SST39VF160,字编程操作,1,、执行,3,字节装载时序，用于解除软件数据保护,2,、装载字地址和字数据,在字编程操作中，地址在,CE#,或,WE#,的下升沿（后产生下降沿的那个）锁存，数据在,CE#,或,WE#,的上升沿（先产生上升沿的那个）锁存。,3,、执行内部编程操作该操作,在第,4,个,WE#,或,CE#,的上升沿出现（先产生上升沿的那个）之后启动编程操作。一旦启动将在,20ms,内完成。,9.2 Nor Flash,操作,9,9.2.2 SST39VF160字编程操作9.2 Nor,9.2.3 SST39VF160,扇区,/,块擦除操作,扇区操作通过在最新一个总线周期内执行一个,6,字节的命令时序（扇区擦除命令,30H,和扇区地址,SA,）来启动。块擦除操作通过在最新一个总线周期内执行一个,6,字节的命令时序（块擦除命令,50H,和块地址,BA,）来启动。,9.2 Nor Flash,操作,10,9.2.3 SST39VF160扇区/块擦除操作 9.2,9.2.4 SST39VF160,芯片擦除操作,芯片擦除操作通过在最新一个总线周期内执行一个,6,字节的命令,5555H,地址处的芯片擦除命令,10H,时序来启动在第,6,个,WE#,或,CE#,的上升沿（先出现上升沿的那个）开始执行擦除操作，擦除过程中只有触发位或数据查询位的读操作有效,9.2 Nor Flash,操作,11,9.2.4 SST39VF160芯片擦除操作9.2 Nor,9.2.5 SST39VF160,与,S3C2410X,的接口电路,一片,SST39VF160,以,16,位的方式和,S3C2410,的接口电路：,9.2 Nor Flash,操作,12,9.2.5 SST39VF160与S3C2410X的接口电,9.2.6 SST39VF160,存储器的程序设计,1,、字编程操作,从内存“,DataPtr”,地址的连续“,WordCnt”,个,16,位的数据写入,SST39VF160,的“,ProgStart”,地址,利用了,数据查询位（,DQ7,）和查询位（,DQ6,）来判断编程操作是否完成,函数中用到的几个宏的定义如下：,#define ROM_BASE 0 x00000000,#define CMD_ADDR0*(volatile U16*)(0 x5555*2+ROM_BASE),#define CMD_ADDR1*(volatile U16*)(0 x2aaa*2+ROM_BASE),9.2 Nor Flash,操作,13,9.2.6 SST39VF160存储器的程序设计9.2 N,9.2.6 SST39VF160,存储器的程序设计,2,、扇区擦除操作,SectorErase,函数实现了一个扇区（扇区的开始地址为“,sector”,）的擦除工作,注意数据查询位（,DQ7,）在编程函数和擦除函数中的使用差别,9.2 Nor Flash,操作,14,9.2.6 SST39VF160存储器的程序设计9.2 N,9.2.6 SST39VF160,存储器的程序设计,3,、读操作,FlashRead,函数实现了从“,ReadStart”,位置，读取“,Size”,个字节的数据到“,DataPtr”,中。,void FlashRead(unsigned int ReadStart,unsigned short*DataPtr,unsigned int Size),int i;,ReadStart+=ROM_BASE;,for(i=0;iSize/2;i+),*(DataPtr+i)=*(unsigned short*)ReadStart+i);,9.2 Nor Flash,操作,15,9.2.6 SST39VF160存储器的程序设计9.2 N,9.3.1 K9F1280,芯片介绍,常见的,8,位,Nand Flash,有三星公司的,K9F1208,、,K9F1G08,、,K9F2G08,等，,K9F1208,、,K9F1G08,、,K9F2G08,的数据页大小分别为,512B,、,2kB,、,2kB,。,K9F1208,存储容量为,64M,字节，除此之外还有,2048K,字节的,spare,存储区。该器件采用,TSSOP48,封装，工作电压,2.7,3.6V,。,K9F1208,对,528,字节一页的写操作所需时间典型值是,200s,，而对,16K,字节一块的擦除操作典型仅需,2ms,。,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。,9.3 NAND Flash,操作,16,9.3.1 K9F1280芯片介绍 9.3 NAND Fl,9.3.1 K9F1280,芯片介绍,管脚名称描述,I/O0 I/O7,数据输入输出,CLE,命令锁存使能,ALE,地址锁存使能,CE#,片选,RE#,读使能,WE#,写使能,WP#,写保护,R/B#,准备好,/,忙碌 输出,VCC,电源,(+2.7V3.6V),VSS,地,N.C,空管脚,9.3 NAND Flash,操作,17,9.3.1 K9F1280芯片介绍 9.3 NAND Fl,9.3.1 K9F1280,芯片介绍,1block=32page,；,1page=528byte=512byte(Main Area)+16byte(Spare Area),总容量为,=4096(block,数量,)32(page/block)512(byte/page)=64MB,Nand Flash,以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。,对,Nand Flash,的操作主要包括：读操作、擦除操作、写操作、坏块设别、坏块标识等。,9.3 NAND Flash,操作,18,9.3.1 K9F1280芯片介绍9.3 NAND Fla,9.3.2,读操作过程,K9F1208,的寻址分为,4,个,cycle,，分别是,A0:7,、,A9:16,、,A17:24,、,A25,读操作的过程为：发送读取指令；发送第,1,个,cycle,地址；发送第,2,个,cycle,地址；发送第,3,个,cycle,地址；发送第,4,个,cycle,地址；读取数据至页末,K9F1208,提供了两个读指令：“,0 x00”,、“,0 x01”,。这两个指令区别在于“,0 x00”,可以将,A8,置为,0,，选中上半页；而“,0 x01”,可以将,A8,置为,1,，选中下半页,读操作的对象为一个页面，建议从页边界开始读写至页结束,9.3 NAND Flash,操作,19,9.3.2 读操作过程 9.3 NAND Flash操作1,9.3.2,读操作过程,K9F1208,读操作流程如图,9.3 NAND Flash,操作,20,9.3.2 读操作过程9.3 NAND Flash操作20,9.3.3,擦除操作过程,擦除的操作过程为：,发送擦除指令“,0 x60”,；,发送第,1,个,cycle,地址（,A9,A16,）；,发送第,2,个,cycle,地址（,A17,A24,）；,发送第,3,个,cycle,地址（,A25,）；,发送擦除指令“,0 xD0”,；,发送查询状态命令字“,0 x70”,；,读取,K9F1208,的数据总线，判断,I/O 6,上的值或判断,R/B,线上的值，直到,I/O 6=1,或,R/=1,；,判断,I/O 0,是否为,0,，从而确定操作是否成功。,0,表示成功，,1,表示失败。,擦除的对象是一个数据块，即,32,个页面。,9.3 NAND Flash,操作,21,9.3.3 擦除操作过程9.3 NAND F