闪存芯片
更新时间：2017-11-03 15:14
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闪存芯片是快闪存储器(闪存)的主要部件，主要分为NOR型和NAND型两大类。 在一般的U盘和手机之类的产品中都可以见到它，而mp3、MP4中的闪存芯片则为SLC与MLC的居多。
性能参数
●采用3. 3V电源;
●芯片内部的存储单元阵列为(256M +8. 192M) bit ×8bit , 数据寄存器和缓冲存储器均为(2k + 64) bit ×8bit ;
●具有指令/ 地址/ 数据复用的I/ O 口;
●在电源转换过程中, 其编程和擦除指令均可暂停;
●由于采用可靠的CMOS 移动门技术, 使得芯片最大可实现100kB 编程/ 擦除循环,该技术可以保证数据保存10 年而不丢失。
引脚说明
I/ O0～I/ O7 :数据输入输出口, I/ O 口常用于指令和地址的输入以及数据的输入/ 输出,其中数据在
读的过程中输入。当芯片没有被选中或不能输出时, I/ O 口处于高阻态。
CLE:指令锁存端,用于激活指令到指令寄存器的路径, 并在WE上升沿且CLE 为高电平时将指令锁存。
ALE: 地址锁存端, 用于激活地址到内部地址寄存器的路径,并在WE 上升沿且ALE 为高电平时,地址锁存。
CE: 片选端, 用于控制设备的选择。当设备忙时, CE 为高电平而被忽略, 此时设备不能回到备用状态。
RE: 读使能端,用于控制数据的连续输出,并将数据送到I/ O 总线。只有在RE的下降沿时,输出数据才有效, 同时, 它还可以对内部数据地址进行累加。
WE: 写使能控制端, 用于控制I/ O 口的指令写入,同时,通过该端口可以在WE脉冲的上升沿将指令、地址和数据进行锁存。
WP: 写保护端, 通过WP 端可在电源变换中进行写保护。当WP 为低电平时,其内部高电平发生器将复位。
R/ B : 就绪/ 忙输出, R/ B 的输出能够显示设备的操作状态。R/ B 处于低电平时,表示有编程、擦除或随机读操作正在进行。操作完成后, R/ B 会自动返回高电平。由于该端是漏极开路输出, 所以即使当芯片没有被选中或输出被禁止时, 它也不会处于高阻态。
PRE:通电读操作,用于控制通电时的自动读操作,PRE 端接到VCC可实现通电自动读操作。
●VCC :芯片电源端。
●VSS :芯片接地端。
●NC:悬空。
闪存芯片的工作状态
1 按页读操作
闪存芯片的默认状态为读状态。读操作是以通过4 个地址周期将00h 地址写到指令寄存器为开始指令,一旦该指令被锁存,就不能在下页中写入读操作了。
可以通过写入随机数据输出指令来从一页中随机地输出数据。数据地址可以从将要输出的数据地址中通过随机输出指令自动找到下一个地址。随机数据输出操作可以多次使用。
2 页编程
闪存芯片的编程是按页进行的, 但它在单页编程周期中支持多个部分页编程, 而部分页的连续字节数为2112。写入页编程确认指令(10h) 即可开始编程操作,但写入指令(10h) 前还必须输入连续数据。
连续装载数据在写入连续数据输入指令(80h)后,将开始4 个周期的地址输入和数据装载,而字却不同于编程的数据, 它不需要装载。芯片支持在页中随机输入数据,并可根据随机数据输入指令(85h)自动变换地址。随机数据输入也可以多次使用。
3 缓存编程
缓存编程是页编程的一种, 可以由2112 字节的数据寄存器执行, 并只在一个块中有效。因为闪存芯片有一页缓存, 所以当数据寄存器被编入记忆单元中时它便可以执行连续数据输入。缓存编程只有在未完成的编程周期结束且数据寄存器从缓存中传数后才能开始。通过R/ B 脚可以判断内部编程是否完成。如果系统只用R/ B 来监控程序的进程,那么,最后一页目标程序的次序则必须由当前页编程指令来安排。
4 存储单元复录
该功能可以快速有效地改写一页中的数据而不需要访问外部存储器。因为消耗在连续访问和重新装载上的时间被缩短, 因而系统的执行能力会提高。尤其当块的一部分被升级而剩下的部分需要复制到新的块中去时, 它的优势就明显显示出来了。该操作是一个连续执行的读指令, 但不用连续地到目的地址访问和复制程序。一个原始页地址指令为“35h" 的读操作, 就可以把整个2112 字节的数据转移到内部数据缓冲器中。当芯片返回就绪状态时,带有目的地址循环的页复制数据输入指令就会写入。而该操作中的错误程序会由“通过/ 失败”状态给出。但是,如果该操作的运行时间过长,将会由于数据丢失而引起位操作错误,从而导致外部错误“检查/ 纠正”设备检查失效。由于这个原因, 该操作应使用两位错误纠正。
5 块擦除
闪存芯片的擦除操作是以块为基础进行的。块地址装载将从一个块擦除指令开始, 并在两个循环内完成。实际上, 当地址线A12～A17 悬空时,只有地址线A18～A28 可用。装入擦除确认指令和块地址即可开始擦除。该操作必须按此顺序进行, 以免存储器中的内容受到外部噪声的影响而出现擦除错误。
6 读状态
闪存芯片内的状态寄存器可以确认编程和擦除操作是否成功完成。在写入指令(70h) 到指令寄存器后, 读循环会把状态寄存器的内容在CE或RE 的下降沿输出到I/ O。而在新的指令到达前, 指令寄存器将保持读状态, 因此如果状态寄存器在一个随机读循环中处于读状态, 那么在读循环开始前应给出一个读指令。
