一種片外Flash存儲器IAP的方案

ARM7TDMI核應用馮 ·諾依曼結構，處理器使用的存儲器中數據和程序指令不予區分，PC寄存器指向的存儲器單元，無(wú)論是ROM區還是RAM區，只要符合ARM指令的格式都可以執行，這就為系統自修改提供了可能。在應用編程IA（In Application Program）就是這樣的自修改程序。它先在RAM存儲器中寫(xiě)入數據值，然后使PC指向該存儲段，把該段作為程序段來(lái)執行。很多ARM7芯片自帶IAP處理器，應用其自帶的IAP處理器可以方便地對其片內集成的FLASH存儲器進(jìn)行在應用編程，但幾乎所有的ARM核芯片均不支持片外IAP處理，因為片外Flash存儲器是用戶(hù)選型的，芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家無(wú)法先知先覺(jué)，而不同Flash存儲器其編程時(shí)序也不盡相同，導致芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家無(wú)法提供通用的IAP代碼。那么，如何對嵌入式系統的片外Flash存儲器進(jìn)行在應用編程呢？這里分兩種情況：一是普通代碼存放在片外單獨1片Flash中，IAP代碼在另一片Flash中完成，此時(shí)只要依據Flash的操作時(shí)序執行IAP代碼，完成擦除或寫(xiě)入操作即可。這種情況雖然簡(jiǎn)單，但應用了2片Flash；而IAP代碼很小，一般完全可以集成到1片中，所以這里對這種情況不予考慮，另一種情況是1片Flash中既要存儲普通代碼，又要實(shí)現IAP。下面以Philips公司的LPC2210和Silicon Storage Technology公司的SST39VF160為例，詳細討論這種情況IAP的解決方案。

1 硬件結構

1.1 LPC2210介紹

Philips公司的LPC2210是一款基于支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI－S CPU的微控制器。芯片采用144腳封裝，有16KB片內靜態(tài)RAM，開(kāi)放外部總線(xiàn)；通過(guò)外部存儲器接口可將外部存儲器配置成4組，每組的容量高達16Mb，數據寬度8/16/32位均可；具有多個(gè)32位定時(shí)器、8路10位PWM輸出、多個(gè)串行接口（包括2個(gè)16C550工業(yè)標準UART、高速I(mǎi)2C接口和2個(gè)SPI接口）以及9個(gè)外部中斷、多達76個(gè)可承受5V電壓的通用I/O口，同時(shí)內嵌實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門(mén)狗，片內外設功能豐富強大；片內晶振頻率范圍1－30MHz，通過(guò)片內PLL可實(shí)現最大為60MHz的CPU工作頻率，具有2種低功耗模式--空閑和掉電，通過(guò)外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒，并可通過(guò)個(gè)別使能/禁止外部功能來(lái)優(yōu)化功耗。以上特性，使其特別適用于工業(yè)控制、醫療系統、訪(fǎng)問(wèn)控制和POS機，同時(shí)也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉換器、嵌入式軟Modem，以及其他各種類(lèi)型的應用。

1.2 SST39VF160介紹

Silicon Storage Technology公司的SST39VF160是一個(gè)1M×16b的COMS多功能FLASH器件，單電壓的讀和寫(xiě)操作，電壓范圍3.0－3.6V，提供48腳TSOP和48腳TFBGA兩種封裝形式。

該器件主要操作包括讀、寫(xiě)編程、扇區/塊擦除和芯片擦除操作。擦除和字編程必須遵循一定的時(shí)序，表1列出了扇區擦除和字編程過(guò)程及時(shí)序。擦除或編程操作過(guò)程中讀取觸發(fā)位DQ6將得到"1"和"0"的循環(huán)跳變；而操作結束后讀DQ6，得到的是不變的固定值。這是器件提供的寫(xiě)操作狀態(tài)檢測軟件方法。

1.3 硬件連接

SST39VF160作為系統的程序存儲器，以L(fǎng)PC2210的CS0作為Flash的片選信號，處理器配置Boot引腳為16位數據總線(xiàn)寬度后，上電可直接執行SST39VF160中代碼。此Flash芯片為16位數據寬度，無(wú)字節控制總線(xiàn)，所以應用中不使用LPC2210的BLS引腳。系統結構示意圖如圖1所示。