NORFlash與8位單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)方法研究

引 言

Flash存儲(chǔ)器又稱閃速存儲(chǔ)器，是20世紀(jì)80年代末逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體不揮發(fā)存儲(chǔ)器。它兼有RAM和ROM的特點(diǎn)，既可以在線擦除、改寫，又能夠在掉電后保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失。

NORFlash是Flash存儲(chǔ)器中最早出現(xiàn)的一個(gè)品種，與其他種類的Flash存儲(chǔ)器相比具有以下優(yōu)勢(shì)：可靠性高、隨機(jī)讀取速度快，可以單字節(jié)或單字編程，允許CPU直接從芯片中讀取代碼執(zhí)行等。因此NOR Flash存儲(chǔ)器在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)中占有非常重要的地位。本文以SST公司的NOR Flash芯片SST39SF040和MCS-51單片機(jī)為例，針對(duì)大容量NORFlash在8位低檔單片機(jī)中應(yīng)用的特殊性，詳細(xì)介紹了其接口硬件和接口軟件的設(shè)計(jì)方法。

1 SST39SF040芯片介紹

SST39SF040是SST公司最近推出的一種基于SuperFlash技術(shù)的NORFlash存儲(chǔ)器，屬于SST公司并行閃速存儲(chǔ)器系列;適用于需要程序在線寫入或大容量、非易失性數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)的場(chǎng)合。

1.1 芯片內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)和外部引腳

圖1是SST39SF040的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖，由Super-Flash存儲(chǔ)單元、行譯碼器、列譯碼器、地址緩沖與鎖存器、輸入/輸出緩沖和數(shù)據(jù)鎖存器以及控制邏輯電路等部分組成。圖2是其外部引腳分布圖，其中A18～A0為地址線，CE為芯片選通信號(hào)，OE可作為讀信號(hào)，WE為寫信號(hào)，DQ7～DQ0為數(shù)據(jù)線。

1.2 芯片的主要特性

① 容量為512KB，按512K×8位結(jié)構(gòu)組織。

② 采用單一的5V電源供電，編程電源VPP在芯片內(nèi)部產(chǎn)生。

③ 芯片可反復(fù)擦寫100000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為100年。

④ 工作電流典型值為10mA，待機(jī)電流典型值為30μA。

⑤ 扇區(qū)結(jié)構(gòu)：扇區(qū)大小統(tǒng)一為4KB。

⑥ 讀取、擦除和字節(jié)編程時(shí)間的典型值：數(shù)據(jù)讀取時(shí)間為45～70 ns;扇區(qū)擦除時(shí)間為18ms，整片擦除時(shí)間為70ms;字節(jié)編程時(shí)間為14μs。

⑦ 有記錄內(nèi)部擦除操作和編程寫入操作完成與否的狀態(tài)標(biāo)志位。

⑧ 具有硬、軟件數(shù)據(jù)保護(hù)功能。

⑨ 具有地址和數(shù)據(jù)鎖存功能。