AM30L V0064D在單片機系統中的典型應用

摘要：AM30LV0064D是AMD公司生產(chǎn)的一種新型超與非（U1traNAND）結構的閃速存儲器（Flash）。本文介紹它的工作原理，以及它與AT89LS8252單片機的硬件接口電路和PLD內部邏輯控制設計的代碼，并對編程操作的軟件流程進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：AM30LV0064D U1traNAND 閃速存儲器

1 概述

AM30LV0064D是AMD公司生產(chǎn)的一種新型非易失性閃速存儲器?；蚍牵∟OR）結構的Flash具有高速的隨機存取功能，但成本較高；新的UltraNAND結構的Flash相對于NOR結構的Flash，具有價(jià)格低，容量特別大的優(yōu)勢，支持對存儲器高速地連續存取。諞芯片工作電壓范圍在2.7～3.6V，特別適用于需要批量存儲大量代碼或數據的語(yǔ)音、圖形、圖像處理場(chǎng)合，在便攜式移動(dòng)存儲和移動(dòng)多媒體系統中應用前景廣闊。

2 工作原理與命令字設置

AM30LV0064D采用與工業(yè)級NAND結構兼容的UltraNAND結構，內部包含1024個(gè)存儲塊（單元容量為8K字節+256字節緩存)；存儲塊中的數據按頁(yè)存放，每頁(yè)可存儲512字節，還有16字節緩存用作與外部數據交換時(shí)的緩沖區，每塊共16頁(yè)。所以，主存儲區一共有16 384數據頁(yè)，相當于64 Mbit的數據存儲器。

圖1為AM30LV0064D的內部結構和主要引腳示意圖。

圖1 AM30LV0064D的內部結構和主要引腳示意圖

AM30LV0064D的主要引腳定義：

CE--片選使能輸入；

ALE--地址輸入使能；

CLE--命令字輸入使能；

SE--緩沖區使能輸入，低電平有效；

RE--讀使能輸入，低電平有效；

WE--寫(xiě)使能輸入，低電平有效；

WP--寫(xiě)保護輸入，低電平有效；

RY/BY--內部空閑/忙信號輸出；

I/O7～0--8位數據輸入/輸出口；

VCC--3.3V核心電源；

VCCQ--I/O口電源；

VSS--地。

AM30LV0064D的讀、編程和擦寫(xiě)等操作都可以在3.3V單電源供電狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)它提供的VCCQ引腳在接5V時(shí)，I/O口可兼容5V電平。AM30LV0064D支持對主存高速地連續存取和編程操作，連續讀取數據的時(shí)間可小于50ns/字節（隨機讀取數據的響應時(shí)間為7μs，所以連續讀取時(shí)第一個(gè)數據的響應時(shí)間也是7μs）；對Flash的編程是以頁(yè)為單位的，步驟是先寫(xiě)入數據，再執行編程命令，編程速度為200μs/頁(yè)（平均約400ns/字節）；芯片擦除操作以存儲塊為單位，擦除其中某一塊對其它存儲塊的數據沒(méi)有影響，擦除時(shí)間2ms/存儲塊，而且還有延緩擦降/得擦除命令，允許用戶(hù)在必要時(shí)暫緩擦除操作，轉而處理對其它存儲塊進(jìn)行數據讀、寫(xiě)、編程等操作；此外，主機可以通過(guò)讀RY/BY引腳狀態(tài)的方法了解Flash內部操作是否已經(jīng)完成，RY/BY也可用于實(shí)現硬件判忙接口。AM30LV0064D還具有寫(xiě)保護功能，這一功能通過(guò)將WP引腳設為低電平實(shí)現。

圖2 AM30LV0064D應用電路

所有操作都建立在命令字基礎上。對主存操作時(shí)，所有命令字都通過(guò)芯片的8個(gè)I/O引腳寫(xiě)到命令寄存器中，激活狀態(tài)機進(jìn)行相應的操作。存儲器地址以及數據也從8位I/O腳寫(xiě)入。對存儲器地址進(jìn)行連續操作或對存儲塊操作時(shí)都要先向地址寄存器寫(xiě)入1個(gè)起始地址。地址分3次寫(xiě)進(jìn)去，從低字節開(kāi)始傳送，具體的地址位傳送順序分配如表1所列。（由于對存儲器的讀操作分前后2個(gè)半頁(yè)，每半頁(yè)256字節，在命令字中已經(jīng)包含了此信息，而編程以頁(yè)為單位、擦除以塊為單位，所以傳送的地址位中不含A8）

表1 地址分配表

AM30LV0064D通過(guò)片選引腳CE使能，先是CLE和WE信號有效，通過(guò)I/O口寫(xiě)入命令字；接著(zhù)ALE和WE有效，寫(xiě)入數據存取的起始地址。最后根據命令要求，讀數據或數據。由于具有多元的控制總線(xiàn)，對應AM30LV0064D的操作方式也是多樣的。根據命令字的定義可進(jìn)行以下操作，如表2所列。

表2 命令字定義表

注：SA表示起始地址，BA表示塊地址，Etc.表示操作同前一個(gè)周期。

3 應用電路設計

AM30LV0064D的外圍電路設計簡(jiǎn)單。其控制總線(xiàn)包括CE(片選)、CLE(命令字鎖存使能)、ALE(地址鎖存使能)、WE（寫(xiě)使能）、RE(讀使能)、SE（預留區使能)、WP（寫(xiě)保護）等。對于那些具有可編程的I/O口的微控制器或DSP來(lái)說(shuō)，可以直接把引腳與控制線(xiàn)相連。如果沒(méi)有可編程的I/O口，則需要加一些簡(jiǎn)單的邏輯控制。下面介紹AM30LV0064D與AT89LS8252單片機接口時(shí)的一種應用設計電路。由于單片機缺少UltraNAND閃存所需的多元控制總線(xiàn)，在本設計中，采用地址譯碼的方法增加了控制端口，這部分邏輯可以用1片PLD（可編程邏輯器件）完成。具體接口電路如圖2所示。

以下是PLD內部邏輯設計的源代碼：

PORT0=!A14!A13!A12!A11; /*讀寫(xiě)數據端口*/

PORT1=!A14!A13!A12!A11; /*CLE寫(xiě)端口*/

PORT2=!A14!A13!A12!A11; /*設置ALE端口*/

PORT3=!A14!A13!A12!A11; /*清ALE端口*/

PORT4=!A14!A13!A12!A11; /*設置SE端口*/

PORT5=!A14!A13!A12!A11; /*清SE端口*/

PORT6=!A14!A13!A12!A11; /*設置WP端口*/

PORT7=!A14!A13!A12!A11; /*清除WP端口*/

PORT8=!A14!A13!A12!A11; /*設置CE1端口*/

PORT9=!A14!A13!A12!A11; /*清除CE1端口*/

PORTA=!A14!A13!A12!A11; /*讀RY/BY狀態(tài)端口*/

PORTB=!A14!A13!A12!A11; /*設置CE2端口*/

PORTC=!A14!A13!A12!A11; /*清除CE2端口*/

/*邏輯方程*/

READY.OE=PORTAREAD;/*Ready只通過(guò)PORTA讀取*/

READY=RY_BY；

CLE=PORT1;

ALE=WRTIE PORT2＃ALE!(WRITE PORT3)#ALE PORT2);

SE=WRITEPORT4#SE!(WRITE PORT5)#SE PORT4;

WP=WRITE PORT6#WP!(WRITE PORT7)# WP PORT6;

CE1=WRITE PORT8#CE !(WRITE PORT9)#CE PORT8;

CE2=WRITE PORTB#CE!(WRITE PORTC)#CE PORTB;

WE=WRITE (PORT0#PORT1);

RE=READPORT0;

4 軟件流程

下面重點(diǎn)介紹通過(guò)單片機對AM30LV0064D進(jìn)行數據編程的軟件流程：?jiǎn)纹瑱C啟動(dòng)編程程序，將IS61LV256中的數據讀出后再寫(xiě)到Flash中，每次寫(xiě)512字節的數據（半頁(yè)為256字節）。然后，對相應頁(yè)進(jìn)行編程，編程命令字寫(xiě)入后定期查詢(xún)RY/BY引腳，看編程是否已經(jīng)完成，如果完成再讀取Flash的狀態(tài)寄存器，可以知道編程是否成功。具體流程如圖3所示。