1 系統(tǒng)設(shè)計方案
圖l為Flash存儲器壞塊自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
本系統(tǒng)設(shè)計采用AT89C51自動檢測NAND型Flash存儲器的無效塊，獲取Flash存儲器的壞塊信息，為后續(xù)數(shù)據(jù)存儲做準備。本系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路和配套軟件設(shè)計2部分。其硬件電路主要由單片機、控制、顯示和存儲器4部分組成，其中單片機部分采用常規(guī)的最小系統(tǒng)電路；控制部分由按鍵和單片機的外部中斷組成，按鈕通過電阻與接地端相連，而復(fù)位鍵則與電源端相連；顯示部分采用單片機的P0和P1端口控制8位七段共陽極數(shù)碼管，位選通端由P2端口控制數(shù)據(jù)端由Pl控制；存儲器部分與單片機相連，由于存在電平差異，所以需加電平轉(zhuǎn)換器74LVX42-45，可將由單片機輸出的5 V電壓轉(zhuǎn)到3 V，并將由Flash輸出的3 V電壓轉(zhuǎn)到5 V，其轉(zhuǎn)換方向便于控制。而軟件設(shè)計部分采用單片機C語言編寫程序，當數(shù)據(jù)存儲到單片機后，用一個循環(huán)語句將其放到數(shù)組里，這樣可以通過改變某一變量實現(xiàn)上下查詢。則將這個變量的改變放在外部中斷程序中。
2 硬件電路設(shè)計
硬件電路設(shè)計由于選用的51單片機是TTL器件，而所要檢測的NAND型Flash存儲器是CMOS器件，這2種類型器件的電平不相匹配，因此需增加電平轉(zhuǎn)換器74154245，從而實現(xiàn)電壓的5 V與3 V的雙向轉(zhuǎn)換。
2．1 單片機的連接
為了方便讀圖，該系統(tǒng)設(shè)計的電路原理圖中的許多導(dǎo)線連接都采用網(wǎng)絡(luò)標號的方法，而標號的命名基本采用引腳名稱。單片機的P1端口的位操作控制Flash的控制端，P0端口作為單片機和Flash的地址和數(shù)據(jù)傳輸端口。其中數(shù)據(jù)的流向采用P1．6和P1．7控制，要讀取Flash的數(shù)據(jù)時，如讀ID時，先對單片機的P1端口位操作，依照時序設(shè)置控制字，接著由單片機的PO端口輸出讀取ID的命令，然后設(shè)置寫地址的控制字，輸入地址00H。讀狀態(tài)時，連續(xù)的RE脈沖可輸出ID代碼。頁讀取操作與此類似。圖2為單片機電路連接圖。
2．2 Flash存儲器的連接
K9K8G08UOM是采用NAND技術(shù)的1 GB大容量、高可靠、非易失性Flash存儲器，具有高密度、高性能特點。其無效塊定義為包含有一個或更多無效字節(jié)，且其可靠性不能被保證，則無效塊中的信息稱為無效塊信息。和所有的有效塊一樣，它具有相同的AC和DC參數(shù)，一個無效塊不會影響有效塊的運行，因為它有相應(yīng)獨立的指令資源依靠選擇晶體管，該系統(tǒng)設(shè)計必須通過地址掩蓋其無效塊。第l塊(地址是OOh)為了保證是有效塊，不要求糾錯l K編程／擦除周期。
除了先裝載好的無效塊信息，所有器件的存儲單元都被擦除，無效塊狀態(tài)定義在空余區(qū)域的第1個字節(jié)。在每塊第1頁2 048字節(jié)的列地址中沒有FFh。很多情況下，無效塊信息也是能擦除的，一旦擦除，它不可能恢復(fù)其原有信息。因此，系統(tǒng)必須在原來無效塊的信息基礎(chǔ)上認識無效塊。該系統(tǒng)設(shè)計就是通過讀每塊的第1頁判定該塊是否為無效塊。
依據(jù)該Flash器件數(shù)據(jù)資料中各個引腳的功能，設(shè)計Flash的電路連接，圖3只給出K9K8G08UOM部分所用引腳，電路中Flash的控制端經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器后與單片機的Pl端口相連，而I／O端口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器與單片機的P0端口相連。
2．3 74LVX4245電平轉(zhuǎn)換器
74LVX4245提供5 V和3 V之間轉(zhuǎn)換的8位雙向電平轉(zhuǎn)換器。該器件的T／R引腳控制數(shù)據(jù)流向。發(fā)射端使數(shù)據(jù)由A端到B端，而接收端使數(shù)據(jù)由B端到A端。A端接5 V總線，而B端接3 V總線，如圖4所示。[!--empirenews.page--]
2．4 數(shù)碼管
采用共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示方式。為了提高驅(qū)動能力，采用三極管驅(qū)動，用P2端口的低電平對數(shù)碼管進行位點亮，P0端口輸入要顯示的字符。本系統(tǒng)設(shè)計時，第l位和第2位顯示第幾個壞塊，后3位顯示無效塊地址。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
采用μVision2集成開發(fā)環(huán)境，μVision2支持8051的所有Keil工具包，其中包括C編輯器、宏匯編器、鏈接器，定位器和目標文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)軟件設(shè)計，即單片機代碼設(shè)計通常可采用匯編語言或C語言。圖5是無效塊判斷的主要流程。
本設(shè)計中軟件核心部分是存儲器的頁讀取函數(shù)。函數(shù)中定義無符號整型變量賦值2 048，依據(jù)頁讀取的時序，先將讀指令00H由函數(shù)Writ-eCommand寫入Flash的命令寄存器，接著由WriteAddress函數(shù)將4個周期的地址寫入Flash的地址寄存器，再由WriteCommand函數(shù)將讀命令30H寫入Flash指令寄存器，延時后讀狀態(tài)的控制字的設(shè)置，在2 048個讀信號脈沖中讀取緩存數(shù)據(jù)。該函數(shù)完整源程序代碼如下：
4 結(jié)論
本設(shè)計滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對Flash存儲器的ID號的讀取，準確讀取存儲器無效塊的數(shù)目和相應(yīng)的物理地址，通過功能按鈕實現(xiàn)對無效塊地址的上下查詢。將存儲器換成fLash后可以很好地檢測器件的無效塊的分布情況?？梢猿蔀檫x擇性能更好的器件工具，同時還可準確獲取無效塊地址，為以后數(shù)據(jù)存儲打好基礎(chǔ)。
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