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公共閃存接口CFI在Flash Memory程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2008/5/27 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):848

作者:哈爾濱工業(yè)大學(xué)通信技術(shù)研究所312信箱 胡永慶 陳 萍 梁學(xué)東 來(lái)源:《電子技術(shù)應(yīng)用》

公共閃存接口cfi在flash memory程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要: 介紹了閃速存儲(chǔ)器(flash memory)的公共閃存接口(cfi)結(jié)構(gòu),以及系統(tǒng)軟件如何利用cfi獲取flash memory的各種參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)各種flash memory的程序設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞: 閃速存儲(chǔ)器 公共閃存接口cfi 命令用戶接口cui

自從intel公司于1988年推出了可快速擦寫的非易失性存儲(chǔ)器flash memory以來(lái),快速擦寫存儲(chǔ)器flash memory技術(shù)就得到了非常迅速的發(fā)展。這主要是由于flash memory具有不需要存儲(chǔ)電容器、集成度更高、制造成本低于dram、使用方便,讀寫靈活、訪問(wèn)速度快、斷電后不丟失信息等特點(diǎn)。

雖然flash memory應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但由于生產(chǎn)flash memory的半導(dǎo)體制造商眾多,不同廠商flash memory產(chǎn)品的操作命令集和電氣參數(shù)又千差萬(wàn)別,這給flash memory的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員和oem制造商帶來(lái)許多不便。為了對(duì)現(xiàn)有的flash memory的產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)或使用其它公司的flash memory產(chǎn)品替換,必須對(duì)原有的程序代碼和硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。為解決上述原因所引發(fā)的問(wèn)題,迫切需要flash memory制造商提出一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)解決方案,在這樣的背景下,公共閃存接口(common flash interface),簡(jiǎn)稱cfi誕生了,cfi是一個(gè)公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)的從flash memory器件中讀取數(shù)據(jù)的接口。它可以使系統(tǒng)軟件查詢已安裝的flash memory器件的各種參數(shù),包括器件陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)、電氣和時(shí)間參數(shù)以及器件支持的功能等。利用cfi可以不用修改系統(tǒng)軟件就可以用新型的和改進(jìn)的產(chǎn)品代替舊版本的產(chǎn)品。例如:如果新型的flash memory的擦除時(shí)間只有舊版本的一半,系統(tǒng)軟件只要通過(guò)cfi讀取新器件的擦除時(shí)間等參數(shù),修改一下定時(shí)器的時(shí)間參數(shù)即可。為了充分有效地利用cfi所提供的功能,有必要了解一下以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1 flash memory的工作方式

對(duì)flash memory芯片的所有操作都是通過(guò)芯片的命令用戶接口(cui)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,命令用戶接口是微處理器或微控制器與芯片內(nèi)部操作之間的界面。當(dāng)通過(guò)cui寫入不同的控制命令時(shí),flash memory從一個(gè)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工作狀態(tài),其常見(jiàn)的工作狀態(tài)分為以下幾種。

1.1 讀存儲(chǔ)單元操作

在flash memory芯片上電以后,或者從深度低功耗狀態(tài)返回以后,芯片就處于讀存儲(chǔ)單元狀態(tài)?赏ㄟ^(guò)寫入復(fù)位命令進(jìn)入讀存儲(chǔ)單元狀態(tài)。此時(shí)可以讀取flash memory芯片存儲(chǔ)單元的內(nèi)容,讀存儲(chǔ)單元的操作與sram相同但不同公司的產(chǎn)品邏輯電源供電電壓(vcc)是不同的。

1.2 擦除操作

對(duì)flash memory芯片進(jìn)行擦除操作時(shí),由于flash memory采用模塊分區(qū)的陣列結(jié)構(gòu),使得各個(gè)存儲(chǔ)模塊可以被獨(dú)立地擦除,當(dāng)給出的地址是在模塊地址范圍之內(nèi)且向命令用戶接口寫入模塊擦除命令時(shí),相應(yīng)的模塊就被擦除。在執(zhí)行擦除操作時(shí)有三個(gè)問(wèn)題需要注意:(1)由于flash memory采用模塊分區(qū)的陣列結(jié)構(gòu),不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品模塊分區(qū)的數(shù)量和每個(gè)分區(qū)的大小是不一樣的;(2)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品在執(zhí)行擦除操作時(shí),擦除電壓是不一樣的;(3)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品整片擦除時(shí)間和每個(gè)模塊分區(qū)的擦除時(shí)間參數(shù)是不同的。

1.3 編程操作

flash memory 的編程操作是自動(dòng)字節(jié)編程,既可以是順序?qū)懭,也可以是指定地址寫入。向用戶命令接口寫入字?jié)編程命令時(shí),芯片自動(dòng)進(jìn)行字節(jié)編程和編程校驗(yàn)。在執(zhí)行編程操作時(shí)有兩個(gè)問(wèn)題需要注意:(1)對(duì)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品進(jìn)行編程操作時(shí)編程電壓是不一樣的;(2)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品字節(jié)/字編程時(shí)間是不同的。所有這些問(wèn)題都是在系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題。

除了以上所提到的常見(jiàn)的三種工作方式外,flash memory還有芯片復(fù)位、讀標(biāo)識(shí)碼、擦除掛起和擦除恢復(fù)等工作方式,只不過(guò)這幾種工作方式在程序設(shè)計(jì)時(shí)幾乎不需要考慮什么問(wèn)題,只要輸入正確的命令字即可,但是不同公司的flash memory命令控制字是不同的。前面所遇到的問(wèn)題,都可以通過(guò)cfi來(lái)解決,但首先要保證待操作的flash memory是一個(gè)cfi使能的器件。

2 cfi使能器件的識(shí)別

為了確定一個(gè)閃速存儲(chǔ)器是否是一個(gè)cfi使能的flash

作者:哈爾濱工業(yè)大學(xué)通信技術(shù)研究所312信箱 胡永慶 陳 萍 梁學(xué)東 來(lái)源:《電子技術(shù)應(yīng)用》

公共閃存接口cfi在flash memory程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要: 介紹了閃速存儲(chǔ)器(flash memory)的公共閃存接口(cfi)結(jié)構(gòu),以及系統(tǒng)軟件如何利用cfi獲取flash memory的各種參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)各種flash memory的程序設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞: 閃速存儲(chǔ)器 公共閃存接口cfi 命令用戶接口cui

自從intel公司于1988年推出了可快速擦寫的非易失性存儲(chǔ)器flash memory以來(lái),快速擦寫存儲(chǔ)器flash memory技術(shù)就得到了非常迅速的發(fā)展。這主要是由于flash memory具有不需要存儲(chǔ)電容器、集成度更高、制造成本低于dram、使用方便,讀寫靈活、訪問(wèn)速度快、斷電后不丟失信息等特點(diǎn)。

雖然flash memory應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但由于生產(chǎn)flash memory的半導(dǎo)體制造商眾多,不同廠商flash memory產(chǎn)品的操作命令集和電氣參數(shù)又千差萬(wàn)別,這給flash memory的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員和oem制造商帶來(lái)許多不便。為了對(duì)現(xiàn)有的flash memory的產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)或使用其它公司的flash memory產(chǎn)品替換,必須對(duì)原有的程序代碼和硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。為解決上述原因所引發(fā)的問(wèn)題,迫切需要flash memory制造商提出一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)解決方案,在這樣的背景下,公共閃存接口(common flash interface),簡(jiǎn)稱cfi誕生了,cfi是一個(gè)公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)的從flash memory器件中讀取數(shù)據(jù)的接口。它可以使系統(tǒng)軟件查詢已安裝的flash memory器件的各種參數(shù),包括器件陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)、電氣和時(shí)間參數(shù)以及器件支持的功能等。利用cfi可以不用修改系統(tǒng)軟件就可以用新型的和改進(jìn)的產(chǎn)品代替舊版本的產(chǎn)品。例如:如果新型的flash memory的擦除時(shí)間只有舊版本的一半,系統(tǒng)軟件只要通過(guò)cfi讀取新器件的擦除時(shí)間等參數(shù),修改一下定時(shí)器的時(shí)間參數(shù)即可。為了充分有效地利用cfi所提供的功能,有必要了解一下以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1 flash memory的工作方式

對(duì)flash memory芯片的所有操作都是通過(guò)芯片的命令用戶接口(cui)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,命令用戶接口是微處理器或微控制器與芯片內(nèi)部操作之間的界面。當(dāng)通過(guò)cui寫入不同的控制命令時(shí),flash memory從一個(gè)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工作狀態(tài),其常見(jiàn)的工作狀態(tài)分為以下幾種。

1.1 讀存儲(chǔ)單元操作

在flash memory芯片上電以后,或者從深度低功耗狀態(tài)返回以后,芯片就處于讀存儲(chǔ)單元狀態(tài)?赏ㄟ^(guò)寫入復(fù)位命令進(jìn)入讀存儲(chǔ)單元狀態(tài)。此時(shí)可以讀取flash memory芯片存儲(chǔ)單元的內(nèi)容,讀存儲(chǔ)單元的操作與sram相同但不同公司的產(chǎn)品邏輯電源供電電壓(vcc)是不同的。

1.2 擦除操作

對(duì)flash memory芯片進(jìn)行擦除操作時(shí),由于flash memory采用模塊分區(qū)的陣列結(jié)構(gòu),使得各個(gè)存儲(chǔ)模塊可以被獨(dú)立地擦除,當(dāng)給出的地址是在模塊地址范圍之內(nèi)且向命令用戶接口寫入模塊擦除命令時(shí),相應(yīng)的模塊就被擦除。在執(zhí)行擦除操作時(shí)有三個(gè)問(wèn)題需要注意:(1)由于flash memory采用模塊分區(qū)的陣列結(jié)構(gòu),不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品模塊分區(qū)的數(shù)量和每個(gè)分區(qū)的大小是不一樣的;(2)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品在執(zhí)行擦除操作時(shí),擦除電壓是不一樣的;(3)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品整片擦除時(shí)間和每個(gè)模塊分區(qū)的擦除時(shí)間參數(shù)是不同的。

1.3 編程操作

flash memory 的編程操作是自動(dòng)字節(jié)編程,既可以是順序?qū)懭,也可以是指定地址寫入。向用戶命令接口寫入字?jié)編程命令時(shí),芯片自動(dòng)進(jìn)行字節(jié)編程和編程校驗(yàn)。在執(zhí)行編程操作時(shí)有兩個(gè)問(wèn)題需要注意:(1)對(duì)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品進(jìn)行編程操作時(shí)編程電壓是不一樣的;(2)不同型號(hào)的flash memory產(chǎn)品字節(jié)/字編程時(shí)間是不同的。所有這些問(wèn)題都是在系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題。

除了以上所提到的常見(jiàn)的三種工作方式外,flash memory還有芯片復(fù)位、讀標(biāo)識(shí)碼、擦除掛起和擦除恢復(fù)等工作方式,只不過(guò)這幾種工作方式在程序設(shè)計(jì)時(shí)幾乎不需要考慮什么問(wèn)題,只要輸入正確的命令字即可,但是不同公司的flash memory命令控制字是不同的。前面所遇到的問(wèn)題,都可以通過(guò)cfi來(lái)解決,但首先要保證待操作的flash memory是一個(gè)cfi使能的器件。

2 cfi使能器件的識(shí)別

為了確定一個(gè)閃速存儲(chǔ)器是否是一個(gè)cfi使能的flash

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