超大容量存儲(chǔ)器K9F2G08U0M及其在管道通徑儀中的應(yīng)用

摘 要： 新型超大容量Flash存儲(chǔ)器K9F2G08U0M的基本組織結(jié)構(gòu)，給出了存儲(chǔ)器與C8051F020單片機(jī)外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)的硬件連接方式以及存儲(chǔ)器的主要操作流程和部分C語(yǔ)言代碼。

關(guān)鍵詞： K9F2G08U0M 外部存儲(chǔ)器接口 管道通徑儀

閃存(Flash Memory)是一種可以進(jìn)行電擦寫并且掉電后信息不丟失(非易失，Non-Volatile)的存儲(chǔ)器，具有功耗低、擦寫速度快等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于外部存儲(chǔ)領(lǐng)域。
管道運(yùn)輸作為當(dāng)前油氣資源的主要輸送手段，其運(yùn)行安全性受到越來(lái)越多的重視。由于不同的要求使得鋪設(shè)的管道直徑不盡相同，并且管道在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)存在各種變形，這對(duì)管道缺陷檢測(cè)器的運(yùn)行有相當(dāng)大的影響，容易造成卡死等后果。通徑儀就是鑒于此研制的記錄管徑變動(dòng)情況的儀器。一般情況下，通徑儀連續(xù)運(yùn)行幾百公里，相應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)將達(dá)到上百兆字節(jié)。32MB、64MB的閃存已經(jīng)不能滿足需求。因此選用了Samsung公司開發(fā)的K9F2G08U0M，其單片容量高達(dá)264MB，可滿足工程需求。
本文將介紹該存儲(chǔ)器的主要性能及其在管道通徑儀中的應(yīng)用。
1 K9F2G08U0M存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介
從接口角度看，雖然K9F2G08U0M的容量和尋址范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常見單片機(jī)的容量和尋址范圍，但由于芯片上的寫控制器能自動(dòng)控制所有編程和擦除功能，提供必要的重復(fù)脈沖、內(nèi)部確認(rèn)和數(shù)據(jù)空間，而且只通過(guò)I/O接口接收單片機(jī)的命令和數(shù)據(jù)而不需要地址線，因此實(shí)際操作起來(lái)非常方便。另外芯片是通過(guò)“與非”單元結(jié)構(gòu)增大容量，所以沒有因此而削弱自身性能；芯片具有獨(dú)立的1頁(yè)大小的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和緩存存儲(chǔ)器，因此可以在0.2ms內(nèi)完成2112B的頁(yè)編程操作，在 2ms內(nèi)完成128KB的塊擦除操作，同時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)能以30ns/B的速度讀出。
整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)被分為2 048個(gè)相互獨(dú)立的塊，可從邏輯上和物理上對(duì)塊的組織結(jié)構(gòu)分類。
圖1為塊的邏輯結(jié)構(gòu)，每個(gè)塊分為64頁(yè)，每頁(yè)為2 112B(2 048B+額外存儲(chǔ)區(qū)的64B)。芯片通過(guò)頁(yè)地址和頁(yè)內(nèi)字節(jié)地址訪問(wèn)每一個(gè)字節(jié)。通常頁(yè)地址稱為行地址，而頁(yè)內(nèi)字節(jié)地址稱為列地址，即264MB=2048塊×64頁(yè)/塊×2112字節(jié)/頁(yè)=217行×2112列。因此，行地址需要3個(gè)字節(jié)，列地址2個(gè)字節(jié)，輸入順序如表1所示。