超大容量存儲器K9F2G08U0M及其在管道通徑儀中的應用

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

關鍵詞： K9F2G08U0M 外部存儲器接口 管道通徑儀

閃存(Flash Memory)是一種可以進行電擦寫并且掉電后信息不丟失(非易失，Non-Volatile)的存儲器，具有功耗低、擦寫速度快等特點，被廣泛應用于外部存儲領域。
管道運輸作為當前油氣資源的主要輸送手段，其運行安全性受到越來越多的重視。由于不同的要求使得鋪設的管道直徑不盡相同，并且管道在長期運行過程中也會存在各種變形，這對管道缺陷檢測器的運行有相當大的影響，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情況的儀器。一般情況下，通徑儀連續運行幾百公里，相應記錄的數據將達到上百兆字節。32MB、64MB的閃存已經不能滿足需求。因此選用了Samsung公司開發的K9F2G08U0M，其單片容量高達264MB，可滿足工程需求。
本文將介紹該存儲器的主要性能及其在管道通徑儀中的應用。
1 K9F2G08U0M存儲器簡介
從接口角度看，雖然K9F2G08U0M的容量和尋址范圍遠遠超過常見單片機的容量和尋址范圍，但由于芯片上的寫控制器能自動控制所有編程和擦除功能，提供必要的重復脈沖、內部確認和數據空間，而且只通過I/O接口接收單片機的命令和數據而不需要地址線，因此實際操作起來非常方便。另外芯片是通過“與非”單元結構增大容量，所以沒有因此而削弱自身性能；芯片具有獨立的1頁大小的數據存儲器和緩存存儲器，因此可以在0.2ms內完成2112B的頁編程操作，在 2ms內完成128KB的塊擦除操作，同時數據區內的數據能以30ns/B的速度讀出。
整個存儲區被分為2 048個相互獨立的塊，可從邏輯上和物理上對塊的組織結構分類。
圖1為塊的邏輯結構，每個塊分為64頁，每頁為2 112B(2 048B+額外存儲區的64B)。芯片通過頁地址和頁內字節地址訪問每一個字節。通常頁地址稱為行地址，而頁內字節地址稱為列地址，即264MB=2048塊×64頁/塊×2112字節/頁=217行×2112列。因此，行地址需要3個字節，列地址2個字節，輸入順序如表1所示。