74HC373與閃速存儲(chǔ)器AT29C010A及其應(yīng)用

引言

FLASH存儲(chǔ)器是一種電擦除與再編程的快速存儲(chǔ)器，又稱為閃速存儲(chǔ)器。它可以分為兩大類：并行FLASH和串行FLASH。串行產(chǎn)品能節(jié)約空間和成本，但存儲(chǔ)量小，又由于是串行通信，所以速度較慢，開發(fā)編程較復(fù)雜；并行產(chǎn)品具有存儲(chǔ)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(chǔ)器是一種并行、高性能、大容量閃速存儲(chǔ)器。

AT29C010A的主要特點(diǎn)

ATMEL公司生產(chǎn)的29系列CMOS Flash存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)電壓型AT29C (5V操作)。AT29C010A是一種5V 在線閃速可電擦除的存儲(chǔ)器，具有掉電保護(hù)功能；方便的在線編程能力不需高的輸入電壓，指令系統(tǒng)在5V電壓下即可控制AT29C010A。 AT29C010A具有1M位的存儲(chǔ)空間，分成1024個(gè)分區(qū)，每一分區(qū)有128個(gè)字節(jié)。從AT29C010A中讀取數(shù)據(jù)與E2PROM的操作相似，再編程能力是以每一分區(qū)為單位的，128字節(jié)的數(shù)據(jù)裝入AT29C010A的同時(shí)完成編程。在一個(gè)再編程周期里，存儲(chǔ)單元的尋址和128字節(jié)數(shù)據(jù)通過內(nèi)部鎖存可釋放地址和數(shù)據(jù)總線，這樣可為其他操作提供地址和數(shù)據(jù)總線。編程周期開始，AT29C010A會(huì)自動(dòng)擦除分區(qū)的內(nèi)容，然后對(duì)鎖存的數(shù)據(jù)在定時(shí)器的作用下進(jìn)行編程。編程周期的結(jié)束是通過查詢I/O7的有效時(shí)實(shí)現(xiàn)的，一旦編程周期結(jié)束，就可開始一個(gè)新的讀或編程操作。

圖1 AT29C010A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

AT29C010A具有以下主要特性：可電擦除、可編程的閃速存儲(chǔ)器；快速讀取時(shí)間—70ns；內(nèi)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(qū)程序操作，擦除、編程單向循環(huán)方式，可超過10000次，1024個(gè)分區(qū)(128字節(jié)/分區(qū))，內(nèi)部地址和128位數(shù)據(jù)鎖存；硬件和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)；快速的的分區(qū)編程周期—10ms；數(shù)據(jù)輪詢檢測(cè)編程是否結(jié)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(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

器件操作

讀操作

AT29C010A的存取類似于E2PROM，當(dāng)和為低電平、WE為高電平時(shí)，由A0-A16尋址的內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)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競(jìng)爭(zhēng)的靈活性。

字節(jié)裝載

AT29C010A的字節(jié)裝載是用于裝入每一分區(qū)待編程的128K字節(jié)數(shù)據(jù)或是用于進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)的軟件編碼。每一字節(jié)的裝載是通過或各自有低電平，為高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)是在或在一個(gè)上升沿時(shí)鎖存的。

編程

AT29C010A 以分區(qū)為單位進(jìn)行再編程，如果某一分區(qū)中的一個(gè)數(shù)據(jù)需要改變，那么這一分區(qū)中的所有數(shù)據(jù)必須重新裝入。一旦某一分區(qū)中的字節(jié)被裝入，這些字節(jié)將同時(shí)在內(nèi)部編程時(shí)間內(nèi)進(jìn)行編程，在此時(shí)間內(nèi)若有數(shù)據(jù)裝入,則會(huì)產(chǎn)生不確定的數(shù)據(jù)；當(dāng)?shù)谝蛔止?jié)數(shù)據(jù)裝入AT29C010A之后，接著其余字節(jié)將以同一方式依次裝入，字節(jié)不需按順序裝載，可以任意方式裝載。每一新裝載的數(shù)據(jù)若要被編程，必須有(或)由高到低的跳變，這一跳變需在150ms內(nèi)完成，同時(shí)前面字節(jié)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?cè)谧詈笠粋€(gè)由低到高的150ms內(nèi)沒有被檢測(cè)到，那么字節(jié)裝載的時(shí)間段將結(jié)束，此時(shí)內(nèi)部編程時(shí)間段開始。A7-A16提供分區(qū)地址，分區(qū)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(qū)中每一字節(jié)的地址。一旦編程時(shí)間段開始，在寫周期的維持時(shí)間內(nèi)，讀操作實(shí)際上是一種查詢。

軟件數(shù)據(jù)保護(hù)

AT29C010A具有軟件控制數(shù)據(jù)保護(hù)的特性，這一特性在ATMEL公司出廠時(shí)沒有開啟，用戶可根據(jù)需要開啟或關(guān)閉。一旦開啟，在未執(zhí)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(shè)置這一特性，但需警惕在供電情況改變時(shí)隨機(jī)的編程周期可能改變這一特性。若要開啟軟件數(shù)據(jù)保護(hù)，必須執(zhí)行三條針對(duì)存放有特殊數(shù)據(jù)的特殊地址單元的程序指令。當(dāng)開啟軟件數(shù)據(jù)保護(hù)之后，所需的程序若要出現(xiàn)，也必須執(zhí)行同樣的三條程序指令。軟件保護(hù)使能的軟件算法必須在程序可能執(zhí)行之前發(fā)送到AT29C010A，所有的軟件程序指令要按照分區(qū)程序的時(shí)序要求進(jìn)行。在給出軟件數(shù)據(jù)保護(hù)的指令代碼之后便可進(jìn)行字節(jié)的裝載。圖2給出了軟件數(shù)據(jù)保護(hù)使能或撤銷軟件算法的流程圖。

圖2 軟件數(shù)據(jù)保護(hù)使能或撤銷流程圖

圖3 工業(yè)智能檢測(cè)儀器框圖

硬件數(shù)據(jù)保護(hù)

AT29C010A硬件保護(hù)有以下幾種方法：

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

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

·編程禁止—當(dāng)為低電平時(shí)，或?yàn)楦唠娖綍r(shí)禁止編程。

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