C8051F的超大容量Flash存儲器擴展

摘要：NAND結構Flash數(shù)據(jù)存儲器件是超大容量數(shù)據(jù)存儲的理想選擇，當前被廣泛應用于U盤、MP3和數(shù)碼相機的數(shù)據(jù)存儲。本文對該類型Flash的基本操作進行研究并對實際應用系統(tǒng)給予驗證，揭示了NAND結構Flash的操作規(guī)律。

    關鍵詞：NAND Flash 數(shù)據(jù)存儲 C8051F

引 言

　　大容量數(shù)據(jù)存儲是單片機應用系統(tǒng)的瓶頸，受到容量、功耗、尋址方式的約束。突破容量限制，可以很大程度上擴展和提高應用系統(tǒng)的總體功能。Sumsung公司的NAND結構Flash存儲器件是一款性價比很高的超大容量數(shù)據(jù)存儲器件，在MP3、U盤、數(shù)碼相機和PDA中有廣泛的應用，且市場占有份額逐年加大。用該器件作為各種單片機尤其是嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器，可以完美地解決容量限制，實現(xiàn)靈活操作，勢必成為數(shù)據(jù)存儲的主流方向。

1 器件介紹

　　NAND結構Flash是Sumsung公司隆重推出并著力開發(fā)的新一代數(shù)據(jù)存儲器件，電源電壓1.7～3.6V，體積小，功耗低，容量最大可達1GB，按頁進行讀寫，按塊擦除，通過I/O口分時復用作為命令/地址/數(shù)據(jù)。本次應用開發(fā)的是NAND結構16MB的K9F2808UOB，其它大容量的器件只比該型號送出的地址多了幾字節(jié)，操作指令和時序相同。具體結構說明如圖1所示。

　　由圖1可知，該器件由1K個塊(block)組成，每個塊有32頁，每頁有528字節(jié)，這528字節(jié)分成A、B、C三個區(qū)。對每一頁的尋址需要通過I/O口送出三個地址，第二、三行地址（A9～A23）指明尋址到某一頁，第一列地址指明尋址到頁的指定區(qū)中某一字節(jié)。對頁的分區(qū)命令如表1所列。

表1 起始指針位置與區(qū)域關系對照表

命  令 指針位置/字節(jié) 區(qū)    域 00H 0～255 陣列第一伴（A） 01H 256～511 陣列第二半（B） 50H 512～527 剩余陣列（C）

　　由表1可以看出，00H、01H、50H只是選區(qū)指針。選定區(qū)的內部尋址是由第一個列地址完成的，A0～A7可以最大尋址256字節(jié)。

2 應用舉例

　　在開發(fā)便攜式心電信號采集監(jiān)視儀中，K9F2808被用做心電采樣數(shù)據(jù)存儲器。MCU采用美國Cygnal公司的SoC增強型單片機C8051F020，內部RAM共有4352字節(jié)，I/O支持雙向操作等。Flash的命令引腳要接到端口1上去，端口3是命令/地址/數(shù)據(jù)的復用形式。顯然這里的數(shù)據(jù)是并行的，因此操作速度很快，達到了讀頁 1.2ns，寫頁200μs。圖2給出了芯片的接口電路圖。由于篇幅所限，圖3只給出寫頁的命令時序，并對相關的指令代碼做簡要說明。

　　在寫頁之前，MCU的RAM中就應該存有采樣來的528字節(jié)的數(shù)據(jù)。寫操作時，先指出寫開始地址。這由選區(qū)命令和第一個列地址來共同指定，以后在寫頁時就可以忽略不寫。此處為了最大限度存儲數(shù)據(jù)，開始地址定為A區(qū)的00H。為了指定這個地址，必須在送出命令80H之前送出選區(qū)命令00H，同時地址A0～A7置為0。緊跟在80H之后送出三個地址，第一個列地址已經(jīng)是00H，第二、三頁地址只要指定A9～A23就

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