超大容量存储器K9F2G08U0M及其在管道通径仪中的应用

摘 要： 新型超大容量Flash存储器K9F2G08U0M的基本组织结构，给出了存储器与C8051F020单片机外部存储器接口(EMIF)的硬件连接方式以及存储器的主要操作流程和部分C语言代码。

关键词： K9F2G08U0M 外部存储器接口 管道通径仪

闪存(Flash Memory)是一种可以进行电擦写并且掉电后信息不丢失(非易失，Non-Volatile)的存储器，具有功耗低、擦写速度快等特点，被广泛应用于外部存储领域。
管道运输作为当前油气资源的主要输送手段，其运行安全性受到越来越多的重视。由于不同的要求使得铺设的管道直径不尽相同，并且管道在长期运行过程中也会存在各种变形，这对管道缺陷检测器的运行有相当大的影响，容易造成卡死等后果。通径仪就是鉴于此研制的记录管径变动情况的仪器。一般情况下，通径仪连续运行几百公里，相应记录的数据将达到上百兆字节。32MB、64MB的闪存已经不能满足需求。因此选用了Samsung公司开发的K9F2G08U0M，其单片容量高达264MB，可满足工程需求。
本文将介绍该存储器的主要性能及其在管道通径仪中的应用。
1 K9F2G08U0M存储器简介
从接口角度看，虽然K9F2G08U0M的容量和寻址范围远远超过常见单片机的容量和寻址范围，但由于芯片上的写控制器能自动控制所有编程和擦除功能，提供必要的重复脉冲、内部确认和数据空间，而且只通过I/O接口接收单片机的命令和数据而不需要地址线，因此实际操作起来非常方便。另外芯片是通过“与非”单元结构增大容量，所以没有因此而削弱自身性能；芯片具有独立的1页大小的数据存储器和缓存存储器，因此可以在0.2ms内完成2112B的页编程操作，在 2ms内完成128KB的块擦除操作，同时数据区内的数据能以30ns/B的速度读出。
整个存储区被分为2 048个相互独立的块，可从逻辑上和物理上对块的组织结构分类。
图1为块的逻辑结构，每个块分为64页，每页为2 112B(2 048B+额外存储区的64B)。芯片通过页地址和页内字节地址访问每一个字节。通常页地址称为行地址，而页内字节地址称为列地址，即264MB=2048块×64页/块×2112字节/页=217行×2112列。因此，行地址需要3个字节，列地址2个字节，输入顺序如表1所示。