闪存S29AL016D在数据处理系统中的应用

0 引言
    随着数据处理系统智能化程度的越来越高，经常需要在无人干预的情况下，自动加载某些数据或参数到系统工作单元，以保证系统的正常工作。这些数据或参数通常都以数据文件形式保存在大容量、低功耗、可快速重复擦写的存储器中，而且掉电后数据不丢失，以便用户根据需要随时读取。S29AL016D70能很好的满足这些需求。

1 闪存S29AL016D简介
1．1 主要性能
    S29AL016D70是Spansion公司生产的容量为2Mx8 bit／1 Mx16 bit的闪存器件，该器件采用3 V供电，访问时间为70 ns，工作温度范围为-40℃～125℃，静态电流200 nA，读数据电流为9 mA，擦写数据电流为20 mA可擦写次数在一百万次以上，具有存储容量大，速度快，功耗低等优点。S29AL016D的芯片逻辑图如图1所示。其中，A0～A19和D0～D15分别为地址线和数据线，CE为片选信号，低有效；OE为输出使能信号，低有效；WE是写选通信号，低有效；BYTE为8位或16位数据模式选择端，低电平为8位，高电平为16位。采用8位模式时，DO～D7为有效数据线，D15为地址线：RY/BY为准备好和忙状态输出。S29AL016D70内部包括35个数据段(Sector)，其中段0到段30为64 KB，段31为32KB，段32、33为8 KB，段34为16 KB。
1．2 操作模式
    S29AL016D70的操作模式如表1所列，实际工作中，经常用到的操作包括片擦除、段擦除、写入数据、读出数据等。

2 应用设计
2．1 硬件设计
    根据设计需要，可利用数字信号处理器DSP通过双口RAM和232串行通信获得数据，并将数据保存在FLASH对应地址。

    FLASH的数据读写有8位数据读写和16位数据读写两种方式。
    利用232串口通信时，收发的数据大多都是8位。若在16位数据工作模式下，直接写入要浪费一半存储区，否则需将两个8位字节数据拼成一个16位字数据再写入，也会消耗很多工作时间，而采用8位数据工作模式，则不需要进行数据拼接，使用比较方便。因此，实际工作中，大多采用8位数据工作模式。同样，双口RAM也采用8位数据的双口RAM，设计中可使用IDT7132。图2所示是其硬件连接原理图。

    工作中，若采用16位数据工作模式，只需将FLASH芯片的BYTE脚接至高电平即可。

2．2 操作模式
    要向FLASH写入数据，必须先对FLASH进行擦除操作。擦出操作可通过给FIASH芯片写入擦除指令时序来完成，擦除的结果是将FLASH存储区中所有数据变为0xff(8位)或0xffff(16位)，这样，可以方便地写入数据。[!--empirenews.page--]
    擦除操作分为片擦除和段擦除两种。片擦除为整片擦除，段擦除只擦除指定段。为使用方便，在擦除某段数据时，应保证其他段数据不受影响。因此，软件多采用段擦除模式。其代码如下：
    段擦除函数(flash基地址为0xb0000000)；
    void erase_flash(unsigned int sector_num)／／sector为段号片擦除函数可参照编写

    {

    将数据保存在FLASH中后，若要对擦除后的段数据地址执行写操作，也可以通过给芯片写入编程操作时序来完成。写操作的结果是将地址总线指定地址的数据相应位1变为0，通俗的说，就是擦除后的数据各位都为1，写操作是将待写入数据的不为1的位变为0。其写操作函数如下：

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    进行擦除和写入操作时，应在进行写入时序操作时，对寄存器的偏移地址左移一位进行操作，这是因为8位数据工作模式下，芯片地址线的最低位为A-1，而处理器地址线的最低位为A0；若是16位数据操作模式，寻址寄存器时，则不需要进行移位操作。
    此外，16位数据操作模式和8位数据操作模式在编写指令时序时也有区别，即写入寄存器的指令的位数要和数据位数相同，如8位指令为：*(int*)(Oxb0000000+(0x555<<1))=0x80，而16位指令应为：*(int*)(0xb0000000+0x555)=0x8080。

3 结束语
    应用本文的设计可以成功地完成对FLASH的各种操作，实现向FLASH中保存数据的功能。事实上，各厂家生产的FLASH在性能上和使用方法都有所不同，S29AL016D除了速度快、容量大之外，还有一个特点就是可选择性地进行8位或16位数据操作。但在软硬件设计上要做些相应改变，笔者根据工作实践写出一点体会，希望能给同行提供帮助。