Embedded_system_第五章_闪速存储器

1、 闪速存储器v闪速存储器概述l闪速存储器Flash是一种高密度、真正不挥发的高性能读写存储器，兼有功耗低、可靠性高等特点。 固有不挥发性 易更新性 成本低、密度和可靠性更高 闪速存储器概述（1）l根据工艺Flash主要有两类： NOR Flash： 连接N-MOS单元的线都是独立的。 可以随机读取。 适于程序代码的并行读写存储，常用于制作PC的BIOS存储器和微控制器内部存储器等等。 NAND Flash： 将几个N-MOS单元用同一根线连接。 可以按顺序读取存储单元的内容。 适合于数据或文件的串行读写存储。闪速存储器概述（2）v现代片内Flash的优点：l单一电源电压供应。l可靠性高。l擦写

2、速度快。l支持在线编程。闪速存储器的编程操作（1）v概述l Flash的编程操作分为： 擦除：将存储单元的内容由0变成1 写入：将存储单元的内容由1变成0l擦除、写入操作都是通过设置或清除Flash控制寄存器（FLCR）中的某个或某些位来完成的。闪速存储器的编程操作（2）v概述l页（page）和行（row） Flash在片内是以页（page）和行（row）为单位组织的。 页和行的大小（字节数）随整个Flash的大小变化而变化，页的大小始终为行的两倍。 对Flash的擦除操作都是以页为基础的，而写入操作则是以行或页为基础。闪速存储器的编程寄存器（1）v与Flash编程操作有关的寄存器有两个： F

3、lash控制寄存器（FLCR） 用于控制对Flash的擦除和写入操作 Flash块保护寄存器（FLBPR） 用于设定被保护的Flash区域 闪速存储器的编程寄存器（2）vFlash控制寄存器（FLCR）l用于控制对Flash的擦除和写入操作lFLCR各位如下图所示：00 0 0HVENMASSERASEPGM 位位 7 6 5 4 3 2 1 0 复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0 FLCR $FE08 读读写写 闪速存储器的编程寄存器（3）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含义lHVEN为高压允许位。 当PGM=1或ERASE=1时，用户可以通过设置HVEN将来自片内电荷泵的高压

4、加到Flash阵列上。 1=打开电荷泵并将高电压加到Flash阵列上。 0=撤除Flash阵列上的高电压并关闭电荷泵。闪速存储器的编程寄存器（4）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含义lMASS为整体擦除控制位。 在ERASE=1时有效，用于选择擦除操作方式：整体擦除或页擦除。 1=选择整体擦除方式。 0=选择页擦除方式。闪速存储器的编程寄存器（5）vFlash控制寄存器（FLCR）各位的含义lERASE为擦除操作控制位。 该位用于设置Flash编程操作为擦除操作。 与PGM位之间存在互锁关系，无法同时被设置为。 1=选择擦除操作。 0=不选择擦除操作。闪速存储器的编程寄存器（6）vFl

5、ash控制寄存器（FLCR）各位的含义lPGM为写入操作控制位。 该位用于设置Flash编程操作为写入操作。 1=选择写入操作。 0=不选择写入操作。闪速存储器的编程寄存器（7）vFlash块保护寄存器（FLBPR）lFLBPR块保护寄存器用于设定被保护的Flash区域l当Flash处于保护状态时，擦除和写人操作在用户方式下都受限制，HVEN将无法正常置位 Flash块保护寄存器（FLBPR）v图中U=不受复位影响，出厂时设置为1。vBPR70是Flash块保护寄存器位。BPR7BPR6BPR5BPR4BPR3BPR2BPR1BPR0 FLBPR $FF7E 读读写写 位位 7 6 5 4 3

6、 2 1 0 复位复位 U U U U U U U U MC68HC08GP32 Flash块保护寄存器设置FLBPR内容受保护的Flash区域 00$8000$FFFF（整个区域） 01$8080$FFFF 02$8100$FFFF FE$FF00$FFFF FF整个Flash区域都不受保护闪速存储器的编程寄存器（8）vFlash块保护寄存器（FLBPR）lFLBPR设定的是保护区域的起始地址，保护区域结束地址始终为Flash存储区结束地址（$FFFF）。lFLBPR的8位设置了Flash保护区域起始地址的高8位。其具体位置取决于特定微控制器的Flash容量。 对MC68HC08GP32而言

7、，它们设定的是16位起始地址的第147位（第15位恒为1）。闪速存储器的编程寄存器（9）vFlash块保护寄存器（FLBPR）l注意： 只有当微控制器处于用户方式下时，对寄存器本身和Flash保护区域的擦写操作保护才是有效的。闪速存储器的编程步骤（1）v页擦除操作l置ERASE位为1，清MASS位为0；l读Flash块保护寄存器；l向被擦除的页写入任意值，一般是给首地址写入0，以便处理器确定擦除的页l延时Tnvs；l置HVEN位为1；l延时Terase ；l清ERASE为0；l延时Tnvh；l清HVEN位为0；l延时Trcv后，Flash存储区可以被正常读取。 闪速存储器的编程步骤（2）v整体

8、擦除操作l置ERASE位和MASS位为1；l读Flash块保护寄存器；l给flash区域写入任意值，一般是给首地址写入0l延时Tnvs；l置HVEN位为1；l延时Tmerase；l清ERASE位为0；l延时Tnvhl；l清HVEN位为0；l延时Trcv后，Flash存储区可以被正常读取。闪速存储器的编程步骤（3）v写入操作l置 PGM位为1；l读Flash块保护寄存器；l向即将被写入的Flash页（或行）内的任意Flash单元写入任意值。本步骤选定了即将被写入的Flash页，在接下来的步骤中，编程数据写入的目标地址必须都存在于这一Flash页内。l延时Tnvs；l置HVEN位为1；闪速存储器的

9、编程步骤（4）v写入操作（续）l延时 Tpgs；l向页内目标地址写入编程数据；l延时Tprog；l重复上述两个步骤，直至同一页内各字节编程完毕；l清PGM位为0；l延时Tnvh；l清HVEN位为0；l延时Trcv后，Flash存储区可以被正常读取。闪速存储器的编程模式（1）v概述lFlash的两种在线编程模式： 监控模式 用户模式 闪速存储器的编程模式（2）v用户模式下的闪速存储器编程方法lFlash编程子例程必须存在于RAM或监控ROM中。l如果用户使用的是自行开发的Flash编程子例程，可在需要对Flash进行编程前将子例程复制到RAM中去，然后跳转到RAM中执行。l使用固化在监控ROM中的标准Flash例程。Flash与传统存储器技术的比较存储器固有不挥发性高密度 低功耗 单晶体管单元在线可重写Flash SRAM DRAM EEPROM OTP/EPROM 掩膜ROM 两种编程模式比较 监控模式 用户模式外部硬件支持需要特定引脚电压和主机不需任何外部硬件支持工作方式内部监控ROM程序工作，为主机提供服务。用户编写子例程，由主流程调用。子例程驻留在RAM或监控ROM中。与主机通信监控ROM程序通过半双工串行口为主机提供指令读写内部地址必要时通过SCI串口从主机获得某些命令或数据，用户需为此编写相应的串口通信和命令服务程序适用范围对新出厂芯片