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Super Flash型存储器SST39SF020的特性及应用

Super Flash型存储器SST39SF020的特性及应用

点击数:7820 次   录入时间:03-04 12:01:37   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

       39SF020是SST公司最近推出的一种Super Flash 型的 存储器 芯片,属于SST公司平行闪速存储器(Parallel Flash Memories)系列产品中的多功能型闪速存储器(Multi-Purpose Flash),采用单一+5V电源供电,可方便地应用于嵌入式系统的电路设计中。

       与同容量的其他类型存储器相比,39SF系列闪速存储器具有明显的优点。39SF020的字节写入速度可达20μs,明显高于E2PROM型存储器。而价格又远低于同容量的非易失性静态存储器(NVSRAM),芯片读写速度满足绝大多数场合,是一种性价比很高的存储器。

       39SF020适用于需要程序在线写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合,其基于Super Flash技术的CMOS电路设计可以在降低功耗的同时显著提高系统的稳定性。

     &n bsp; 1 SST39SF020性能特点

       1.1 SST39SF020的主要特性

       (1)按256kB x 8b结构组织。

       (2)单一十5V供电下的读写操作。

       (3)高性能的使用寿命:读写操作可达100 000次,数据保存时间大于100年。

       (4)低使用功耗:芯片选通条件下工作电流为10mA,非选通条件下工作电流为3μA。

       (5)扇区擦除能力:4 kB空间为基本擦除单位。

       (6)读取数据时间:45-70ns。

       (7)地址和数据锁存功能。

       (8)芯片擦除和写入时间:扇区擦除时间为18ms,芯片擦除时间为70ms,字节擦除时间为14μs,芯片整体重新写入时间为2s。

       (9)具有内部擦除或写人操作完毕的状态标志位。

       1.2 SST39SF020内部结构框图

      
图1为39SF020内部结构框图,其中A17一A0为地址线,CE#为芯片选通信号,OE#可作为读信号,WE#为写信号,DQ7~DQ0为数据线,可方便地与8位数据总线接口。图2为39SF020的外部管脚封装图。

39SF020内部结构框图


       2 SST39SF020读写操作和特定指令代码      

       SST39SF020闪速存储器的读写时序与一般存储器的读写时序相同,当OE#和CE#信号同时为低电平时,可对芯片进行读操作;当WE#和CE#信号同时为低电平时进行写操作。39SF02Q通过特定的指令代码可以完成字节、扇区或整体芯片的写入和擦除操作。表1为39SF020对应各种操作时的代码指令表(其中BA为待写入字节的地址,Data为字节写人数据,SAx为待擦除扇区地址,软件ID退出1和2的代码指令等效,XXH为寻址空间范围内的任意地址)。

39SF020的外部管脚封装图


       3 SST39SF020应用子程序

      
SST39SF020在实际应用中需要调用特殊指令代码进行初始化设置,下面分别叙述各相应子程序。

       3.1 字节写入程序

      
图3所示为向SST39SF020写入单一字节的程序流程。前3次送人固定指令代码,后面送人实际需要写入数据,等待标志完成位指示,完成写入字节操作(其中Data Polling为写入完毕的标志位)。

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向SST39SF020写入单一字节的程序流程


       3.2 等待查询程序

      
SST39SF020在字节写入/擦除程序调用中,可以通过图4所示3种等待/查询方式中的任意1种判断写入/擦除操作过程是否完毕(其中Tbp为字节写入时间、Tsce为芯片擦除时间、Tse为扇区擦除时间,DQ7和DQ6为字节数据的最高位和次高位)。

等待查询程序


       3.3 软件标识命令程序

      
SST39SF020通过软件标识程序可以查询产品序号以及SST公司的编码,图5所示为相应的程序流程(其中Tida为软件查询进入和退出时间,XXH为寻址空间范围内的任意地址)。

软件标识命令程序


       3.4 芯片擦除命令程序

       
39SF020可以通过芯片整体擦除(Chip-Erase)和扇区擦除(Sector-Erase)程序清除原有存储数据,为写入新数据准备。图6所示为相应的程序流程。

芯片擦除命令程序


       4 SST39SF020使用注意事项

      
SST39SF020作为一种闪速型的 存储器 ,在硬件电路设计中,其连接关系与通常所用的SRAM或E2PROM相同,只要读写信号和片选信号配合正确,一般不会出现时序方面问题。其对数据的存储是在芯片选通的基础上,通过调用相应的子程序完成的。这里需要注意的有以下几个问题:

       (1)由于SST39SF020的寻址范围为256kB,而8b或16b单片机直接寻址空间大多是64kB,因此可以将SST39SF020的地址空间划分为64X4kB或32X8kB,连接时将低位地址线与单片机的相应地址线直接相连,高位地址线由单片机的其他端口直接或通过译码电路控制。这样的硬件设计既简单又不容易引起寻址混乱。

       (2)SST39SF020在擦除原有数据或写入字节时,都要调用SST39SF020的特殊指令,该指令的地址由地址线低15位确定,这时高位地址线的电平最好设为固定的逻辑电平"0"或"1"。

       (3)由于SST39SF020扇区擦除程序的清除范围为4kB,且在写入新数据的时候必须将该数据所在4kB大小范围内的原数据清除,所以在程序设计时要注意合理分配数据存储空间。通常应以4kB为基本空间,一次采集数据的存放空间按4kB倍数设计,避免因清除某次数据而将其他有用数据删除。

       (4)在字节写入程序操作完毕后,可延时几个ms再将几个刚写入的数据读出与原值比较,以保证数据正确存人。

       5 在断路器状态监测系统中的应用

      
在设计的断路器开关状态监测系统中,采用39SF020存储最近8次开关动作的监控数据。为了说明39SF020作为系统存储器部分的连接关系,主要画出由39SF020和80C196KC型单片机组成的最小系统,如图7所示。

由39SF020和80C196KC型单片机组成的最小系统


       39SF020按32kBX8的方式分配地址空间,低8位经地址锁存器与单片机相连,高9~15位与单片机地址总线直接相连,单片机的P2.5~P2.7口与39SF020的最高3位地址线相连用于8块32kB地址空间的选择。系统中由GAL。芯片22V10构成组合逻辑提供39SF020的片选信号,39SF020的读写信号与单片机的读写信号直接相连。

       6 结 语

      
SST39SF020闪速存储器的外围接口电路简单,读写速度快、功耗低,是新一代Super Flash 型存储器。对于存储数据容量较大且需要掉电保存的场合,SST39SF020型存储器相对其他类型存储器成本较低,适宜推广使用。


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