Flash存储器在TMS320C3x系统中的应用

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摘要：以基于TMS320C32 DSP开发的故障录波装置为模型，介绍AMD公司的Flash存储器Am29F040的原理和应用；利用它操作过程实现断电后仍然可以将子程序保存在Flash存储器内的特性，结合TMS320C3x提出实现DSP系统上电后用户程序的自动引导的方法。

    关键词：Flash存储器 TMS320C32 自动引导 Am29F040

引言

在对电力系统断路器的状态监测过程中，需要对故障数据进行保存，以便于查扑克；在则故障期间难免会出现停机的现象，因此，如何在断电的状态下保存数据，就成为一个关键问题。对于故障出现的监测装置必须满足两个基本的特性——实时性和快速性。这两种特性都需要以快速处理大量的数据信息为基础，所以我们采用数据信号处理DSP来满足这方面的要求。现在，闪存（Flash Memory）已经成为DSP系统的一个基本的配置。

这里Flash存储器主要用来存放用户程序代码。一般来说，将用户需要的程序代码装入Flash存储器有三种方法：一种是在存储器出厂前将数据写入；一种是用户使用编程器自己编程；最后一种是将存储器安装在用户电路板后进行编程。随着芯片制造工艺的提高，芯片的集成度也越来越高，使Flash存储器正在向小型化、帖片式方向发展。本文结合TMS320C3x系列的DSP上电引导表产生方法，讨论AMD公司生产的Am29F040闪存在系统中的编程方法。
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1 Flash存储器Am29F040

Am29F040是AMD公司生产的Flash存储器，主要作用是固化程序和保存历史数据，也就是开机后执行闪存的程序，并在程序执行的过程中实时地保存或修改其内部的数据单元。

下面首先介绍Am29F040的特点和操作。

Am29F040是采用5V单电源供电的可编程只读存储器，是一种电可擦除与重新编程的器件。该器件由8个独立的64K字节块组成，访问速度为55～150ns。片内的状态机编程和擦除器件、嵌入式字节编程与区段/芯片擦除功能是全自动的。内部结构框图如图1所示。

A0～A18：地址线。其中A8～A18提供存储区地址，行地址确定所在扇区；A0～A7选定其扇区的一个字节，扇区容量是256字节。

DQ0～DQ7：数据输入/输出。在读周期输出数据；

在写周期接收数据。写过程中写入的数据被内部锁存。

CE：输入，芯片使能，低电平时选中该器件。

OE：输入，输出使能，低电平时打开数据输出缓冲区，允许读操作。

WE：输入，写使能，低电平时允许写操作。

Vcc为5V电源。Vss为地。

工用方式有读方式、待机方式、输出禁止及算法选择。

例如，对于写操作的编程命令，如表1所列。

其中：RA为被读出的存储单元地址；

PA为被编程的存储单元地址；

RD为所选地址单元被读出的数据；

PD为所选地址单元被编程的数据。

除编程地址、区段地址和读地址之外的所有总线周期地址，地址引脚A18、A17、A16、A15为高或低。

下面以命令表的编程命令为例。简要介绍字节编程。表1所列命令是一个4总线周期指令。首先，在地址5555H写入数据0AAH，地址2AAAH写入数据055H，再在地址5555H写入数据A0H，最后是编程的地址和数据。

表1 软件命令简表

命  令	总线周期	第一周期		第二周期		第三周期		第四周期
		地址	数据	地址	数据	地址	数据	地址	数据
读/复位	1	XXXXH	F0H
读/复位	4	5555H	AAH	2AAAH	55H	5555H	F0H	RA	RD
算法选择	4	5555H	AAH	2AAAH	55H	5555H	90H	RA	RD
字节编程	4	5555H	AAH	2AAAH	55H	5555H	A0H	PA	PD

对于芯片擦除功能，自动地提供编程和电擦除之前，校验所有存储单元所需的电压和时序，然后自动擦除并校验单元界限。利用数据轮询（datapolling）特性，可以监视自动芯片擦除操作期间器件的状态，以检验操作是否完成。

程序如下：

int Chip_Erase()

{

(int)0x00005555=0xAAAAAAAA; /*写芯片擦除命令部分*/

*（int *）0x00002AAA=0x55555555;

*(int *)0x00005555=0x80808080;

*(int)0x00005555=0xAAAAAAAA;

*(int *)0x00002AAA=0x55555555;

*(int *)0x00005555=0x10101010;

while((*int)0x00005555&0x80808080)!=0x80808080)/*数据轮询*/

对于区段擦除暂停，在区段擦除期间擦除暂停有效，数据值为B0H，不管地址值。区段擦除恢复，仅在擦除暂停之后擦除有效，数据值为30H，不管地址值。下面是简要的程序代码：

int Sector_Erase(sectadd)

int * sectadd;

{

(int)0x00005555=0xAAAAAAAA; /*写区段擦除命令部分*/

*（int *）0x00002AAA=0x55555555;

*(int *)0x00005555=0x80808080;

*(int *)0x00005555=0xAAAAAAAA;

*(int *)0x00002AAA=0x55555555;

*sectadd=0x30303030;

对于数据保护，此特性禁止在1～8个区段的任何组合进行编程和擦除操作。执行编程和擦除被保护区段的命令时，不改变区段内的数据。数据轮询位和跳转位工作在2～100μs，然后返回到有效数据。在地址引脚A9和控制引脚E，使用11.5～12.5V高电压VID，且在控制引脚E上使用VIL将使此特性起作用。其具体操作为：当W为VIH，E为VIL且地址引脚G为VID时，区段保护方式被激活，地址引脚A18、A17、A16用来选择被保护的区段。一旦地址稳定，W处于脉冲低电平，操作开始于W的下降沿。

2 在TMS320C3x中的应用

TMS320C3x支持32位或16位宽度的程序外部存储器。由于Am209F040的数据宽度是8位，而从RAM单元中取出的数据宽度为32位，所

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