SST28SF040與高速數(shù)字處理器的接口設(shè)計(jì)及編程技巧

武漢高壓研究所華電公司 張蓬鶴
湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 邵 霞

DSP具有先進(jìn)的并行處理結(jié)構(gòu)，特別適合于信號(hào)處理，已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域和各類儀器儀表的開發(fā)設(shè)計(jì)。TMS320F206是TI公司生產(chǎn)的16位定點(diǎn)DSP，它有1條程序總線和3條數(shù)據(jù)總線，采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，內(nèi)含高度并行的32位算術(shù)邏輯單元、16 16位并行硬件乘法器、片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)，并配備了高度化的指令集，而且功耗相當(dāng)?shù)?，特別適合于信號(hào)處理。由于閃存能在不脫離系統(tǒng)的情況下修改其存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容，且斷電后仍能保持存儲(chǔ)的片內(nèi)信息，故在DSP處理器中的應(yīng)用愈來愈廣泛。本文即結(jié)合DSP處理器的特點(diǎn)，詳細(xì)介紹SST公司的SuperFlashEEPROM的硬件電路設(shè)計(jì)方法及編程技巧。

SST28SF040是SST公司（Silicon Storage Technology）推出的高速可編程閃存。它具有512Ｋ 8的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；芯片擦除及寫入的時(shí)間快，整片擦除只需20秒，段擦除只需2毫秒，字編程寫入時(shí)間僅為35微秒；可靠性高，能夠重復(fù)寫100，000次，數(shù)據(jù)可以保存100年不丟失；低功耗，在激活狀態(tài)下僅需15mA的電流（5V工作電壓），備用狀態(tài)時(shí)僅需5uA的電流；具有32腳的ＰLCC/TSOP封裝和PDIP封裝SOI封裝，在多功能的精密測試儀中具有廣闊的前途。

引腳及功能

引腳分配情況如圖1所示

引腳功能

（1）A18-A8：行地址輸入引腳。行地址決定每個(gè)段的地址。

（2）A7-A0：列地址輸入引腳。用列地址來選擇在每個(gè)段內(nèi)的具體地址。

（3）DQ7-DQ0：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。

（4）CE：使能信號(hào)輸入端，低電平有效。

（5）OE：輸出使能信號(hào)，低電平有效。

（6）WE：寫使能信號(hào)，控制芯片的寫入。

（7）VDD：工作電源，接5V。

（8）VSS：工作地。

操作命令序列概要介紹

SST28SF040操作指令序列的具體情況如表1所示

在表1中，PA為要寫入數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)器地址，PD為要在地址PA處寫入的數(shù)據(jù)信息。

操作命令及時(shí)序詳解

字節(jié)編程命令

編程命令要以一個(gè)建立命令來開始，一旦建立命令被執(zhí)行，則在下一個(gè)WE信號(hào)脈沖到來時(shí)，就執(zhí)行編程命令，該命令僅占用2個(gè)總線操作周期。采用WE信號(hào)控制的編程命令的時(shí)序圖如圖2所示。

復(fù)位命令

復(fù)位命令使存儲(chǔ)器復(fù)位，且進(jìn)入讀數(shù)據(jù)狀態(tài)。向任何一個(gè)的地址寫入FFH就能使存儲(chǔ)器復(fù)位，該命令占有1個(gè)總線操作周期。

擦除命令

擦除命令包括段擦除命令和整片擦除。段擦除命令將擦除整個(gè)段內(nèi)的所有字節(jié)（一個(gè)段包含256個(gè)字節(jié)），需要用一個(gè)建立命令和一個(gè)執(zhí)行命令來初始化，占有2總線周期的操作。整片擦除命令同段擦除命令基本相似。

讀命令

當(dāng)CE、OE信號(hào)為低電平，WE信號(hào)為高電平時(shí)，芯片就進(jìn)入讀狀態(tài)，并不需要特定的操作命令代碼，只需給出要讀取的地址，即可迅速讀出該地址的內(nèi)容。

讀ID號(hào)命令

當(dāng)向器件寫控制字90H時(shí)，讀地址0000H將輸出廠家編號(hào)“BFH”；讀地址0001H將輸出器件編號(hào)04H。任何一個(gè)有效的命令都將終止這種操作。

應(yīng)用舉例

硬件接口

利用閃存在線可編程的特點(diǎn)，筆者在開發(fā)基于DSP的信號(hào)處理板時(shí)，在存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)時(shí)用了一片SST28SF040，并利用這套硬件系統(tǒng)和仿真軟件直接對(duì)SST28SF040進(jìn)行了在線編程，具體的硬件接口電路圖如圖3所示。

在該系統(tǒng)中采用TMS320F206作為中央信號(hào)處理器，用74LS245實(shí)現(xiàn)對(duì)超過64K的存儲(chǔ)器地址空間進(jìn)行選擇。

軟件程序

TMS320F206的用戶可以用匯編語言或C語言進(jìn)行源程序的編寫，而C語言開發(fā)出的系統(tǒng)易于維護(hù)，可靠性高，可移植性好，故下面介紹用C語言編寫的SST28SF04的開發(fā)程序。這里僅給出段擦除和字節(jié)編程程序，對(duì)于整片擦除的程序可以參看段擦除程序。

ioportunsigned intport1823; #defineioadr0port1823
ioportunsigned intport1820; #defineioadr1port1820
ioportunsigned intport1822; #defineioadr2port1822
ioportunsigned intport0418; #defineioadr3port0418
ioportunsigned intport041b; #defineioadr4port041b
ioportunsigned intport0419; #defineioadr5port0419
ioportunsigned intport040a; #defineioadr6port040a
ioportunsigned intport041a; #defineioadr7port041a
ioportunsigned intporta000; #defineRegCsporta000
void FlashSDP()/*存儲(chǔ)器軟件數(shù)據(jù)保護(hù)程序*/
{ioadr0=0; ioadr1=0; ioadr2=0;
ioadr3=0; ioadr4=0; ioadr5=0;ioadr6=0;
} /*共需7個(gè)總線操作周期*/
void UnFlashSDP() /*存儲(chǔ)器軟件數(shù)據(jù)不保護(hù)程序*/
{ ioadr0=0; ioadr1=0; ioadr2=0;
ioadr3=0; ioadr4=0; ioadr5=0;ioadr7=0;
} /*共需7個(gè)總線操作周期*/
int EraseFlashSector(int Cs,unsigned int *Adr)
{ int m; /*開始段擦除程序*/
for(m=0;m<3;m++)
{*Adr=0xffff;
UnFlashSDP();
RegCs=Cs; *Adr=0x20; *Adr=0xd0;
}
FlashSDP(); *Adr=0xffff;
} /*段擦除程序結(jié)束*/
int WrFlashByte(int *DataIn,int Cs,int *AdrIn,int Len)
{inti; int b; int *Data,*Adr; /*寫入字節(jié)編程程序開始*/
Data=DataIn;Adr=AdrIn; *Adr=0xffff;
UnFlashSDP(); RegCs=Cs;
for(i=0;i<Len;i++,Adr++,Data++)
{ if(*Data==0xffff)continue;
*Adr=0x1010; *Adr=*Data;
}
FlashSDP();
*(int *)0xffff=0xffff; RegCs=Cs;
}/*寫入字編程程序結(jié)束*/

結(jié)束語

本文詳細(xì)論述了SST28SF040的引腳功能、操作命令和使用方法，這些同樣可以作為單片機(jī)、微處理器及PC機(jī)等其他應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)于閃存編程的直接參考。筆者在GKNDC-H型高壓開關(guān)特性精密測量儀中就使用了SST28SF040，并取得了很好的存儲(chǔ)效果。