在計算機及外設(shè)應(yīng)用中使用串行閃存存儲代碼
出處:ic36 發(fā)布于:2007-09-30 11:09:34
半導(dǎo)體工業(yè)的進步,特別是對存儲器的容量、數(shù)據(jù)處理時間和速度要求更高的高速處理器的發(fā)展,是推進計算機及外設(shè)市場發(fā)展的主要動力,例如,打印機正在成為多功能設(shè)備,并集成了更多的智能功能。
同時,降低成本和集成度提高已經(jīng)成為這個市場的重要發(fā)展態(tài)勢,這一趨勢導(dǎo)致了業(yè)界對低成本、靈活且節(jié)省空間的解決方案的開發(fā)浪潮。硬盤驅(qū)動器(HDD)是以減少引腳數(shù)量并提高可靠性和性能為中心,同時限度壓縮成本和功耗應(yīng)用的典型實例。
,計算機及外設(shè)應(yīng)用往往要經(jīng)常升級,這意味著在靈活的存儲器基礎(chǔ)上,產(chǎn)品設(shè)計必須具備再用性(可重復(fù)使用)。
ST的串行閃存存儲代碼
串行閃存是理想的連接RAM完成代碼執(zhí)行的代碼存儲解決方案。ST提供的M25Pxx 系列是一個完整的頁式編程/扇區(qū)擦除存儲器產(chǎn)品組合,存儲密度從512千位到16兆位(2002年第3季度供貨)。在該系列的特性中, 25MHz SPI 串行接口為要求快速編程和快速代碼應(yīng)用帶來了附加值,此外,高水平的軟硬件保護功能為數(shù)據(jù)的完整性(一致性)提供了保證。
這些特性有利于各種計算機外設(shè)及應(yīng)用,如硬盤驅(qū)動器 (HDD)、光磁盤驅(qū)動器(ODD)、圖形卡、打印機、PC主板、CD和DVD播放機、顯示器、鍵盤、光電鼠標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)攝像機。
使用串行SPI閃存的代碼影像技術(shù)
在生產(chǎn)線上,可執(zhí)行代碼在串行閃存內(nèi)完成編程。器件上電后,代碼從這個非易失性存儲器到RAM中,由主處理器執(zhí)行。
代碼影像戰(zhàn)略使優(yōu)化處理器的性能成為可能,因為從RAM中執(zhí)行代碼,所以,存取時間比直接使用閃存縮短很多。
并行到串行的基于SPI體系結(jié)構(gòu)
在這種總線體系結(jié)構(gòu)中,利用SPI接口的優(yōu)點,主處理器可以通過串行總線直接訪問閃存,與非易失性存儲器和RAM共享同一并行總線的體系結(jié)構(gòu)相比,降低了并行總線上的電容負(fù)載,從而導(dǎo)致存儲器的訪問時間縮短。
串行存取比并行存取具有更多的優(yōu)點:
●SPI串行總線所需的接口信號的數(shù)量較少:4線(數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘和片選),對比之下,連接一個10位地址并行存儲器需21個信號。
●封裝的引腳數(shù)量(存儲器、微控制器或ASIC)及印刷電路板上的線路數(shù)量都相應(yīng)地減少。
●一個串行閃存可以安裝到一個尺寸更小的封裝內(nèi):一個串行SPI閃存需要一個8引腳的封裝,而一個并行存儲器需要的封裝至少是28引腳。因此,可以降低由引腳數(shù)量直接決定的封裝成本。
●數(shù)據(jù)通過SPI總線以25兆位/秒的速率傳送到串行閃存并從串行閃存中傳出,從而實現(xiàn)快速代碼編程和。
這些增強特性可以通過兩個體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn):RAM存儲器外置或內(nèi)置ASIC內(nèi)。因為ASIC將裝進一個較小的封裝內(nèi),所以,第二個解決方案可以將硬件成本壓縮到限度。
串行閃存帶來的靈活性
在引出線方面,512千位-8兆位的串行SPI閃存全面兼容,并適合低成本且節(jié)省空間的SO-8兼容封裝的占板面積,此外,所有產(chǎn)品都使用標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議指令集,因此,在軟件上,它們也全面兼容。
因此,ST的M25Pxx SPI閃存可以很容易地用同一家族中的密度更大或更小的產(chǎn)品更換,從而使應(yīng)用設(shè)計具有可重復(fù)使用性和擴展性,并節(jié)省在新設(shè)計上的投資。
高水平的軟硬件保護功能為數(shù)據(jù)一致性提供保證
數(shù)據(jù)一致性是計算機及外設(shè)應(yīng)用的一項重要要求。ST的M25Pxx串行閃存具有高水平的軟硬件代碼的雙重保護功能。
1兆位-M25P10-A,1024可編程頁(每頁256字節(jié)),4個可擦除扇區(qū)(每區(qū)256頁)
●硬件保護:
上電時的代碼保護:當(dāng)電源(VCC)低于一個預(yù)置極限電壓時,所有指令被取消;當(dāng)VCC超過預(yù)置極限電壓時,編程擦除和寫操作在2ms(典型值)內(nèi)仍被取消。這個協(xié)議旨在防止存儲器內(nèi)保存的代碼在上電時被破壞。
當(dāng)時鐘脈沖不是8的倍數(shù)時,禁止任何編程、擦除或?qū)懖僮鳌?/FONT>
一個與狀態(tài)寄存器寫禁止位(SRWD)相關(guān)的外部線路保護信號(W)保護狀態(tài)寄存器的BP0、BP1和BP2。
●軟件寫保護
狀態(tài)寄存器的寫允許閂鎖位(WEL)必須在編程、寫或擦除指令發(fā)布前由一個寫允許(WREN)指令設(shè)置。
存儲器采用統(tǒng)一扇區(qū)結(jié)構(gòu),通過給狀態(tài)寄存器的塊保護位(BP0、BP1、BP2)編程,可以在只讀模式下鎖定扇區(qū)。
結(jié)論
由于在數(shù)據(jù)處理時間上具有優(yōu)異的特性,以及高水平的代碼保護能力,ST的M25Pxx串行閃存是計算機及外設(shè)應(yīng)用的理想解決方案,基于代碼影像體系結(jié)構(gòu),這個系列產(chǎn)品集成本效益和系統(tǒng)中代碼存儲靈活性于一身。從512千位到8兆位的全部產(chǎn)品都采用少量引腳SO8兼容封裝及未來的MLP8封裝。
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