大容量閃存器件K9KAG08UOM與DSP的接口設(shè)計

TMS320C6713B的外部存儲器接口包括：20位地址線、32位數(shù)據(jù)線、4個片選控制線及讀寫控制信號線。4個片選信號分別對應(yīng)4個存儲空間，CE3對應(yīng)的地址空間為OxB0000000-OxBFFFFFFF，設(shè)計中通過地址譯碼實現(xiàn)地址空間的分隔，其中大容量閃存器件K9KAG08UOM的片選面對應(yīng)的地址為OxB0400000。
K9KAG08UOM無地址線，命令、地址和數(shù)據(jù)信息均通過I／00～I／07傳輸。雖然K9KAG08UOM的容量達到2 G字節(jié)，遠遠超出TMS320C6713B存儲區(qū)域CE3的可尋址容量256 M字節(jié)，但由于訪問NAND Flash的地址是通過I／O端口輸入，無需通過地址線尋址，因此不用考慮邏輯存儲空間與實際物理空間的映射問題，簡化了DSP與NAND Flash的硬件接口。
TMS320C6713B和K9KAG08UOM的工作電壓均是3．3 V，因此兩者引腳可直接連接，無需電平轉(zhuǎn)換。設(shè)計中K9KAG-08UOM的ALE和CLE兩個信號分別由DSP的最低兩位地址EA3和EA2控制。DSP的低8位數(shù)據(jù)線直接與NAND Flash的I／00～I／07相連。DSP的通用輸人輸出端口GP3接R/B，用于監(jiān)測NAND Flash的工作狀態(tài)。當R/B處于低電平時，表示有編程、擦除或隨機讀操作正在進行；當R/B處于高電平時，表示操作已經(jīng)完成。K9KAG08UOM的讀寫控制信號RE和WE由DSP的讀寫控制信號ARE和AWE和譯碼產(chǎn)生的片選信號CE通過邏輯或得到，只有當DSP的讀寫控制信號和片選同時有效即為低電平時才能對K9KAG08UOM進行讀寫操作。
該硬件接口設(shè)計利用DSP的地址線EA3、EA2分別控制NAND Flash的命令鎖存ALE和地址鎖存CLE信號，此時對K9KAG08UOM的訪問相當于訪問地址分別為OxB0400002、OxB0400001和OxB0400000的3個端口．分別對應(yīng)K9KAG08UOM的地址端口、命令端口和數(shù)據(jù)端口。DSP對K9KAG08UOM的命令、地址和數(shù)據(jù)操作可通過不同端口進行。簡化了對K9KAG08UOM讀寫控制和軟件編程設(shè)計的難度。

4 軟件設(shè)計
NAND Flash的基本操作主要包括：讀數(shù)據(jù)，編程(寫)數(shù)據(jù)，擦除、讀器件ID號等。NAND Flash的軟件設(shè)計主要關(guān)注以下幾個方面：
(1)讀、寫操作以頁為單位；
(2)擦除操作以塊為單位；
(3)對NAND Flash寫數(shù)據(jù)時，位數(shù)據(jù)只能由1變?yōu)?，因此對Flash寫操作前必須把寫單元所在塊擦除；
(4)NAND Flash同其他固體存儲器一樣會產(chǎn)生壞塊，如果將數(shù)據(jù)存儲在壞塊區(qū)域?qū)е聼o法正常恢復。壞塊區(qū)域一般不超過器件總?cè)萘康?‰，如果系統(tǒng)的工作狀態(tài)允許存儲的數(shù)據(jù)可以出現(xiàn)少量錯誤，比如圖像記錄功能，軟件設(shè)計時可不用標記為壞區(qū)；如果系統(tǒng)的工作狀態(tài)不允許存儲的數(shù)據(jù)出錯，則需根據(jù)器件出廠時自帶的壞塊信息表標記壞塊區(qū)域，以保證數(shù)據(jù)不被寫到壞塊區(qū)域。
(5)在對NAND Flash進行擦除、編程或者讀取操作流程時，不允許有中斷信號打斷CPU的工作，否則會讀寫錯誤。在軟件設(shè)計時，如果對NAND Flash進行存取操作，需先屏蔽中斷，讀寫操作完成后再把中斷重新打開。
NAND Flash最基本的塊擦除、頁編程時序流程如圖4和圖5所示。

5 結(jié)束語
由于NAND Flash具有非易失性、大容量、低成本、接口簡單等優(yōu)點。在組合導航數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，激光慣導單元及紅外導引頭的圖像采集等智能儀器中得到廣泛應(yīng)用。詳細介紹了大容量閃存K9KAG08UOM與TMS320C6713B的硬件接口電路和軟件程序設(shè)計，所采用的接口技術(shù)靈活、簡單、可靠，在激光慣導單元進行的湖試和海試試驗中成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲。該接口設(shè)計方法可推廣應(yīng)用于大容量閃存器件與單片機、ARM及其他型號的DSP設(shè)計中。