移動式存儲器的原理與應用

出處：cgkdxx 發(fā)布于：2008-09-01 09:57:23

　　引言

　?。樱茫危模桑樱耍停眨蹋桑停牛模桑粒茫粒遥氖敲绹。樱危粒模桑樱斯荆保梗梗改晖瞥龅囊环N移動式ＦＬＡＳＨ存儲器，簡稱ＭＭＣ卡。它具有體積小（３２ｍｍ×２２ｍｍ×１．５ｍｍ）、存儲量大、接口簡單、抗抖動和震動能力強，使用壽命長、低功耗、可適應于溫度與濕度變化較大的環(huán)境等優(yōu)良特點，可作為嵌入式操作系統(tǒng)的可移動式存儲器的完美的選擇。它的出現解決了嵌入式操作系統(tǒng)與其它設備之間的數據交換，特別適合在定位系統(tǒng)（ＧＰＳ），音樂播放機，數碼攝像機，移動電話等電子設備中應用。

　?。玻停停每ńY構與原理

　?。玻保停停每ńY構

　　如圖１所示，ＭＭＣ卡分為兩個模塊：微處理器模塊和存儲器模塊。其中微處理器的主要功能包括管理通訊協(xié)議，命令解釋，數據輸出與存儲，錯碼校驗，電源管理，邏輯和缺省管理。由于ＭＭＣ包括一套成熟的缺省與誤碼管理系統(tǒng)，所以誤碼概率極低。

　　存儲器模塊是由ＦＬＡＳＨＲＯＭ構成的存儲區(qū)，所有數據經微處理器理后，都存儲在此區(qū)域中。在存儲器模塊中，字節(jié)地址是從０開始依次增加到一個單元，每個地址都是可讀寫的，但它又不是簡單的排列。ＭＭＣ卡中規(guī)定：５１２個字節(jié)稱為一個扇區(qū)，根據ＭＭＣ卡的型號，１６或３２個扇區(qū)為一個塊。僅在ＳＤＭＢ８中１６個扇區(qū)為一個塊，其余如ＳＤＭＢ３２，　ＳＤＭＢ６４中均為３２個。其余又分為可擦除塊（由３２個塊組成）、保護塊（由３２個可擦除塊組成）。其中扇區(qū)是的寫和擦除的基本單位，許多數據的讀寫操作都是圍繞它展開的。

　?。玻玻停停玫淖x寫方式

　　ＭＭＣ卡有３種讀寫方式：數據流讀寫，單扇區(qū)讀寫及多扇區(qū)讀寫。它們之間各有異同，用戶可以根據自己系統(tǒng)的特點選擇適合工程需要的方式，它們之間的異同如圖２所示。

　　從圖２可以看出，３種操作的讀方式比較相近。

　　主機發(fā)出讀操作的地址，可以是隨機的。而方式１和方式３可以跨扇區(qū)進行，方式２僅僅在一個扇區(qū)內進行并且不需要停命令，它的數據長度是預先設定的，更加簡單、準確。數據流法沒有多扇區(qū)法可靠。因為數據流法對數據的讀寫都沒有校驗，有可能出現誤碼。

　?。撤N方式的寫操作都是以扇區(qū)的整數倍開始和結束的。單扇區(qū)對數據的寫入是在一個扇區(qū)內進行的，故不需要停命令。

　?。玻常停停媒涌谂c通訊協(xié)議特點

　　ＭＭＣ卡和外部有２種接口形式，對于每一種接口形式，?。停停每ㄅc外部進行數據通信對應一種協(xié)議：一種為ＭＭＣ模式生產廠家根據本卡的特點并參照ＳＰＩ協(xié)議制定的；另外一種是通用的ＳＰＩ模式，它是ＭＭＣ模式的子集（這種模式經常用在ＭＯＴＯＲＯＬＡ的微處理器中）。二者有許多相似之處，而差異主要表現在外部接口與命令集與響應上，參見表１。

　　表 1 兩種協(xié) 議下的接口異同

	MMC協(xié)議		SPI協(xié)議
	名稱	功能描述	名稱	功能描述
1	RSV	保留引腳，不接或置高	CS	片選引腳（低電平有效）
2	CMD	命令與響應引腳	DataIn	輸入數據引腳
3	VSS1	電源接地引腳	VSS1	電源接地引腳
4	VDD	電源引腳	VDD	電源引腳
5	CLK	系統(tǒng)時鐘	CLK	系統(tǒng)時鐘
6	VSS2	電源接地引腳	VSS2	電源接地引腳
7	DAT[0]	數據引腳	DataOut	輸出數據引腳

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　　３．?。薄∶×睢》帧☆?/FONT>

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　?。常。病∶×睢「瘛∈健∨c　響　應

　　MMC卡的命令格式如下：

0	1	5－0	31－0	6－0	0
起始位	主機位	指令索引	協(xié)議	循環(huán)冗余碼校驗	末位

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　　對于兩種協(xié)議的命令字，都是由上述３個公式求出７位校驗位的值，結合命令號、命令參數以及起始位求出。針對每一個命令都有確定的響應類型與之對應。每種協(xié)議都有３種響應形式Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（它們各個響應位性質就不一一介紹了，參考使用說明書），其中Ｒ１為標準的響應形式，而其它兩種形式僅是對少數命令作出的。命令與響應的時序我們用圖３的ＳＰＩ協(xié)議下多扇區(qū)的寫操作來理解。