74HC373與閃速存儲器AT29C010A及其應用

引言

FLASH存儲器是一種電擦除與再編程的快速存儲器，又稱(chēng)為閃速存儲器。它可以分為兩大類(lèi)：并行FLASH和串行FLASH。串行產(chǎn)品能節約空間和成本，但存儲量小，又由于是串行通信，所以速度較慢，開(kāi)發(fā)編程較復雜；并行產(chǎn)品具有存儲量大，速度快，使用方便等特點(diǎn)。ATMEL公司生產(chǎn)的29系列存儲器是一種并行、高性能、大容量閃速存儲器。

AT29C010A的主要特點(diǎn)

ATMEL公司生產(chǎn)的29系列CMOS Flash存儲器分為電池電壓型AT29BV系列(2.7V-3.6V操作)，低電壓型AT29LV系列(3.0-3.6V操作)，標準電壓型AT29C (5V操作)。AT29C010A是一種5V 在線(xiàn)閃速可電擦除的存儲器，具有掉電保護功能；方便的在線(xiàn)編程能力不需高的輸入電壓，指令系統在5V電壓下即可控制AT29C010A。 AT29C010A具有1M位的存儲空間，分成1024個(gè)分區，每一分區有128個(gè)字節。從AT29C010A中讀取數據與E2PROM的操作相似，再編程能力是以每一分區為單位的，128字節的數據裝入AT29C010A的同時(shí)完成編程。在一個(gè)再編程周期里，存儲單元的尋址和128字節數據通過(guò)內部鎖存可釋放地址和數據總線(xiàn)，這樣可為其他操作提供地址和數據總線(xiàn)。編程周期開(kāi)始，AT29C010A會(huì )自動(dòng)擦除分區的內容，然后對鎖存的數據在定時(shí)器的作用下進(jìn)行編程。編程周期的結束是通過(guò)查詢(xún)I/O7的有效時(shí)實(shí)現的，一旦編程周期結束，就可開(kāi)始一個(gè)新的讀或編程操作。

圖1 AT29C010A內部結構圖

AT29C010A具有以下主要特性：可電擦除、可編程的閃速存儲器；快速讀取時(shí)間—70ns；內部程序和定時(shí)器控制；2個(gè)8K的可鎖定的自舉模塊；分區程序操作，擦除、編程單向循環(huán)方式，可超過(guò)10000次，1024個(gè)分區(128字節/分區)，內部地址和128位數據鎖存；硬件和軟件數據保護；快速的的分區編程周期—10ms；數據輪詢(xún)檢測編程是否結束；低功率消耗—50mA有效電流，100mACMOS維持電流；單一5V±10%電源供電；CMOS和TTL可兼容的輸入輸出；有商用和工業(yè)用的溫度可選范圍。

AT29C010A的內部結構如圖1所示。

器件操作

讀操作

AT29C010A的存取類(lèi)似于E2PROM，當和為低電平、WE為高電平時(shí)，由A0-A16尋址的內存單元中的數據會(huì )讀到I/O0-I/O7輸出管腳；若和為高電平，則I/O0-I/O7輸出管腳為高阻態(tài)。這種雙向控制的方式為使用者提供了避免總線(xiàn)競爭的靈活性。

字節裝載

AT29C010A的字節裝載是用于裝入每一分區待編程的128K字節數據或是用于進(jìn)行數據保護的軟件編碼。每一字節的裝載是通過(guò)或各自有低電平，為高電平時(shí)實(shí)現的，數據是在或在一個(gè)上升沿時(shí)鎖存的。

編程

AT29C010A 以分區為單位進(jìn)行再編程，如果某一分區中的一個(gè)數據需要改變，那么這一分區中的所有數據必須重新裝入。一旦某一分區中的字節被裝入，這些字節將同時(shí)在內部編程時(shí)間內進(jìn)行編程，在此時(shí)間內若有數據裝入,則會(huì )產(chǎn)生不確定的數據；當第一字節數據裝入AT29C010A之后，接著(zhù)其余字節將以同一方式依次裝入，字節不需按順序裝載，可以任意方式裝載。每一新裝載的數據若要被編程，必須有(或)由高到低的跳變，這一跳變需在150ms內完成，同時(shí)前面字節的(或)由低到高的跳變時(shí)間也是150ms。如果一個(gè)由高到低的跳變在最后一個(gè)由低到高的150ms內沒(méi)有被檢測到，那么字節裝載的時(shí)間段將結束，此時(shí)內部編程時(shí)間段開(kāi)始。A7-A16提供分區地址，分區地址只在每一個(gè)(或)由高到低的跳變時(shí)才有效；A0-A6提供分區中每一字節的地址。一旦編程時(shí)間段開(kāi)始，在寫(xiě)周期的維持時(shí)間內，讀操作實(shí)際上是一種查詢(xún)。

軟件數據保護

AT29C010A具有軟件控制數據保護的特性，這一特性在A(yíng)TMEL公司出廠(chǎng)時(shí)沒(méi)有開(kāi)啟，用戶(hù)可根據需要開(kāi)啟或關(guān)閉。一旦開(kāi)啟，在未執行關(guān)閉指令之前這一特性始終有效；供電情況的改變不會(huì )重新設置這一特性，但需警惕在供電情況改變時(shí)隨機的編程周期可能改變這一特性。若要開(kāi)啟軟件數據保護，必須執行三條針對存放有特殊數據的特殊地址單元的程序指令。當開(kāi)啟軟件數據保護之后，所需的程序若要出現，也必須執行同樣的三條程序指令。軟件保護使能的軟件算法必須在程序可能執行之前發(fā)送到AT29C010A，所有的軟件程序指令要按照分區程序的時(shí)序要求進(jìn)行。在給出軟件數據保護的指令代碼之后便可進(jìn)行字節的裝載。圖2給出了軟件數據保護使能或撤銷(xiāo)軟件算法的流程圖。

圖2 軟件數據保護使能或撤銷(xiāo)流程圖

圖3 工業(yè)智能檢測儀器框圖

硬件數據保護

AT29C010A硬件保護有以下幾種方法：

·VCC自動(dòng)檢測—如果VCC低于3.8V(典型值)，程序的運行將中止。

·VCC供電延遲—如果VCC達到自動(dòng)檢測水平，AT29C010A將自動(dòng)在編程前暫停5ms。

·編程禁止—當為低電平時(shí)，或為高電平時(shí)禁止編程。

·噪聲濾波—當或輸入脈寬少于15ns(典型值)，則不啟動(dòng)編程周期。