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基于PNX1501的NandFlash在線燒錄系統(tǒng)

作者: 時間:2011-08-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  隨著電子產(chǎn)品市場的不斷擴(kuò)大,閃存器無疑將獲得極大的增長。這種增長在很大程度上取決于存儲器的非易失性、低功耗、高密度和重量輕等特點。多項優(yōu)點集于一身使得閃存器在移動電子和嵌入式領(lǐng)域中得到了極大的應(yīng)用。而nand-Flash價格便宜量又足,性價比也很高,且十分輕便,抗震性也很不錯,很適合用來做數(shù)碼產(chǎn)品,現(xiàn)在的單片nandFlash芯片的存儲容量已經(jīng)可以做到4 GB。很難想像,在一個大小只有12×20×1.2mm的芯片里可以做到如此的容量。然而,由于Flash管腳多、體積小、一但使用后拆卸很不方便,因此,開發(fā)系統(tǒng)也就成為嵌入式開發(fā)領(lǐng)域不可缺少的一步。

  1 簡介

  NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本和提供更高的性能,且可象磁盤一樣通過接口輕松升級。作為高數(shù)據(jù)存儲密度的理想解決方案,可以達(dá)到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快。而其應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理問題和需要特殊的系統(tǒng)接口,Nand-Flash器件使用復(fù)雜的I/O口來串行存取數(shù)據(jù),各個產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。它用8個引腳來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。的讀、寫操作采用512字節(jié)的塊,這有點像硬盤管理的此類操作。這樣,基于NandFlash的存儲器就很自然地可以取代硬盤或其他塊設(shè)備,因為它也可以對稱為塊的存儲器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以,在大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除(在NandFlash閃存中每個塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次)??偠灾?,現(xiàn)在市面上常見的優(yōu)盤、MP3和MP4等數(shù)碼設(shè)備的存儲系統(tǒng)都是采用NandFlash存儲芯片來實現(xiàn)的。

  2 系統(tǒng)構(gòu)架

  本文介紹的整個燒錄系統(tǒng)由三部分組成,其中PC端通過PCI總線提供待燒錄數(shù)據(jù)并負(fù)責(zé)控制PNX1051 DSP,而DSP則負(fù)責(zé)解析,以將上端PC傳送的命令和數(shù)據(jù)通過控制GPIO管腳來控制NandFlash的通信時序以及燒錄的實現(xiàn)。圖1所示是該燒錄系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

  

燒錄系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

  是飛利浦公司推出的一款音視頻處理芯片,該芯片的工作主頻為300 MHz,并帶有豐富的通信接口,可支持DDR、SDRAM、Nand-Flash、NorFlash和IDE等,此外,它還有30多個GPIO腳可以作為普通IO對外圍芯片進(jìn)行控制。本系統(tǒng)只用于實現(xiàn)對NandFlash裸片的燒寫,因而不使用其自帶NandFlash接口,而采用GPIO直接控制,這樣在時序和邏輯上更加靈活。DSP與計算機(jī)之間的通信通過PCI總線實現(xiàn),此外,DSP外擴(kuò)有32MB DDR,該NandFlash用GPIO0~GPIO7作為數(shù)據(jù)口,GPIO8~GPIO12作為控制信號腳。對于市場上的專用燒錄器件而言,其燒錄速度的瓶頸在于數(shù)據(jù)傳輸。目前,大多數(shù)燒錄器的數(shù)據(jù)傳輸速度都很低且自身緩存很小。燒錄過程中需要與PC頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,故在燒錄比較大的文件系統(tǒng)時,需要花費很長的時間,而且操作極為復(fù)雜,更主要的是不能在線燒寫,一但制成成品而需要更新時,就必須將Flash芯片拆卸下來,而對于本系統(tǒng)而言,PCI的傳輸帶寬可以達(dá)到133 MB/s,即使是很大的文件系統(tǒng),也能很快傳輸完畢,此外,由于是,不需要對Flash進(jìn)行拆卸,因此,對于產(chǎn)品的更新極為方便。本系統(tǒng)中選用的HY27US08121M NandFlash為三星公司生產(chǎn)的一款64MB Flash,該器件的塊擦除時間為2ms,頁寫入時間為0.5 ms,可以實現(xiàn)高速讀寫。


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