3 扩展NAND Flash存储器
闪存(Flash Memory)具有非易失性、高存储密度、功耗低等优点,是嵌入式系统的首选存储设备。NAND Flash更是具有容量大、价格低的优点,比较适合大容量存储。MPC82XX没有类似于SDRAM Machine的NAND Flash专用接口,一般采用CPLD作为接口。但是结合UPM的特性和NAND Flash操作时序的特点进行分析,采用UPM挂接NAND Flash是可行的。经实践检验,下文所述方案完全可以满足应用需求。
3.1 硬件连接
MPC82XX利用UPM挂接NAND Flash,如图3所示。
该应用中,NAND Flash的读写信号、地址有效信号、命令有效信号均由GPL提供,NAND Flash的Ready/Busyr信号则由MPC82XX的通用I/O引脚读取。
3.2 设计要点
NAND Flash的操作具有以下特点:其一,地址是通过I/0口串行写入的,即一次写入8位或者16位(视具体芯片IO总线宽度而定);其二,Flash在非空白区写入时需先进行擦除操作,擦除和写入的速度相对于CPU的速度来说是比较长的,因此CPU需等待一个操作完成后才能进行下一步操作;其三,对NAND Flash的读写操作之前必须先写入相应的命令字。以上这些特点决定NANDFlash的操作较为复杂,但是依然只需要划分为简单的4种操作即可:写命令、写地址、写数据、读数据。图4为其中的写命令和写地址操作的总线时序。
值得注意的是,写入了地址的最后一个字段后不能立即进行数据操作,必须等待几μs的时间,这个等待时间可以通过设置UPM的LOOP和REDO实现。经测试,该方案读数据的速度达到2 MB/s,写数据的速度达到1.5MB/s,可以满足应用需求。
结 语
PowerPC UPM方式配置灵活,适应力强,能有效地减少应用系统软硬件的复杂程度,提高系统可靠性,降低设备的研发成本和制造成本,使得PowerPC更加适合用在空间、成本等方面有诸多限制而接口要求又丰富多样的嵌入式应用系统中。