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39SF020是SST公司最近推出的一種SuperFlash型的存儲器芯片，屬于SST公司平行閃速存儲器(Parallel Flash Memories)系列產品中的多功能型閃速存儲器(Multi-Purpose Flash)，采用單一+5V電源供電，可方便地應用于嵌入式系統的電路設計中。 與同容量的其他類型存儲器相比，39SF系列閃速存儲器具有明顯的優點。39SF020的字節寫入速度可達20μs，明顯高于E2PROM型存儲器。而價格又遠低于同容量的非易失性靜態存儲器(NVSRAM)，芯片讀寫速度滿足絕大多數場合，是一種性價比很高的存儲器。 39SF020適用于需要程序在線寫入或大容量、非易失性數據重復存儲的場合，其基于Super Flash技術的CMOS電路設計可以在降低功耗的同時顯著提高系統的穩定性。 1 SST39SF020性能特點 1．1 SST39SF020的主要特性 (1)按256kB x 8b結構組織。 (2)單一十5V供電下的讀寫操作。 (3)高性能的使用壽命：讀寫操作可達100 000次，數據保存時間大于100年。 (4)低使用功耗：芯片選通條件下工作電流為10mA，非選通條件下工作電流為3μA。 (5)扇區擦除能力：4 kB空間為基本擦除單位。 (6)讀取數據時間：45-70ns。 (7)地址和數據鎖存功能。 (8)芯片擦除和寫入時間：扇區擦除時間為18ms，芯片擦除時間為70ms，字節擦除時間為14μs，芯片整體重新寫入時間為2s。 (9)具有內部擦除或寫人操作完畢的狀態標志位。 1．2 SST39SF020內部結構框圖 圖1為39SF020內部結構框圖，其中A17一A0為地址線，CE#為芯片選通信號，OE#可作為讀信號，WE#為寫信號，DQ7～DQ0為數據線，可方便地與8位數據總線接口。圖2為39SF020的外部管腳封裝圖。 2 SST39SF020讀寫操作和特定指令代碼 SST39SF020閃速存儲器的讀寫時序與一般存儲器的讀寫時序相同，當OE#和CE#信號同時為低電平時，可對芯片進行讀操作；當WE#和CE#信號同時為低電平時進行寫操作。39SF02Q通過特定的指令代碼可以完成字節、扇區或整體芯片的寫入和擦除操作。表1為39SF020對應各種操作時的代碼指令表(其中BA為待寫入字節的地址，Data為字節寫人數據，SAx為待擦除扇區地址，軟件ID退出1和2的代碼指令等效，XXH為尋址空間范圍內的任意地址)。 3 SST39SF020應用子程序 SST39SF020在實際應用中需要調用特殊指令代碼進行初始化設置，下面分別敘述各相應子程序。 3．1 字節寫入程序 圖3所示為向SST39SF020寫入單一字節的程序流程。前3次送人固定指令代碼，后面送人實際需要寫入數據，等待標志完成位指示，完成寫入字節操作(其中Data Polling為寫入完畢的標志位)。 3．2 等待查詢程序 SST39SF020在字節寫入／擦除程序調用中，可以通過圖4所示3種等待／查詢方式中的任意1種判斷寫入／擦除操作過程是否完畢(其中Tbp為字節寫入時間、Tsce為芯片擦除時間、Tse為扇區擦除時間，DQ7和DQ6為字節數據的最高位和次高位)。 3．3 軟件標識命令程序 SST39SF020通過軟件標識程序可以查詢產品序號以及SST公司的編碼，圖5所示為相應的程序流程(其中Tida為軟件查詢進入和退出時間，XXH為尋址空間范圍內的任意地址)。 3．4 芯片擦除命令程序 39SF020可以通過芯片整體擦除(Chip-Erase)和扇區擦除(Sector-Erase)程序清除原有存儲數據，為寫入新數據準備。圖6所示為相應的程序流程。 4 SST39SF020使用注意事項 SST39SF020作為一種閃速型的存儲器，在硬件電路設計中，其連接關系與通常所用的SRAM或E2PROM相同，只要讀寫信號和片選信號配合正確，一般不會出現時序方面問題。其對數據的存儲是在芯片選通的基礎上，通過調用相應的子程序完成的。這里需要注意的有以下幾個問題： (1)由于SST39SF020的尋址范圍為256kB，而8b或16b單片機直接尋址空間大多是64kB，因此可以將SST39SF020的地址空間劃分為64X4kB或32X8kB，連接時將低位地址線與單片機的相應地址線直接相連，高位地址線由單片機的其他端口直接或通過譯碼電路控制。這樣的硬件設計既簡單又不容易引起尋址混亂。 (2)SST39SF020在擦除原有數據或寫入字節時，都要調用SST39SF020的特殊指令，該指令的地址由地址線低15位確定，這時高位地址線的電平最好設為固定的邏輯電平"0"或"1"。 (3)由于SST39SF020扇區擦除程序的清除范圍為4kB，且在寫入新數據的時候必須將該數據所在4kB大小范圍內的原數據清除，所以在程序設計時要注意合理分配數據存儲空間。通常應以4kB為基本空間，一次采集數據的存放空間按4kB倍數設計，避免因清除某次數據而將其他有用數據刪除。 (4)在字節寫入程序操作完畢后，可延時幾個ms再將幾個剛寫入的數據讀出與原值比較，以保證數據正確存人。 5 在斷路器狀態監測系統中的應用 在設計的斷路器開關狀態監測系統中，采用39SF020存儲最近8次開關動作的監控數據。為了說明39SF020作為系統存儲器部分的連接關系，主要畫出由39SF020和80C196KC型單片機組成的最小系統，如圖7所示。 39SF020按32kBX8的方式分配地址空間，低8位經地址鎖存器與單片機相連，高9～15位與單片機地址總線直接相連，單片機的P2．5～P2．7口與39SF020的最高3位地址線相連用于8塊32kB地址空間的選擇。系統中由GAL。芯片22V10構成組合邏輯提供39SF020的片選信號，39SF020的讀寫信號與單片機的讀寫信號直接相連。 6 結 語 SST39SF020閃速存儲器的外圍接口電路簡單，讀寫速度快、功耗低，是新一代Super Flash型存儲器。對于存儲數據容量較大且需要掉電保存的場合，SST39SF020型存儲器相對其他類型存儲器成本較低，適宜推廣使用。 |
