¹ BE — Bulk Erase (стираемые целиком), BB — Boot Block (несимметричные блоки), SA — Symmetric Architecture (симметричные блоки). Через косую черту указана организация для микросхем с переключаемой разрядностью данных.
Для флэш-памяти AMD первая часть обозначения определяет тип и характеристики микросхем:
♦ Am29BDS — 1,8 В, считывание одновременно с записью, пакетный режим чтения;
♦ Am29DS — 1,8 В, считывание одновременно с записью;
♦ Am29SL — 1,8 В;
♦ Am29LV — 3 B;
♦ Am29DL — 3 В, считывание одновременно с записью;
♦ Am29BL — 3 В, пакетный режим чтения;
♦ Am29PL — 3 В, страничный режим чтения;
♦ Am30LV — 3 В, UltraNAND;
♦ Am29F — 5
В.
Далее следует трехзначный код объема, за ним символ технологии изготовления (В, С или D), за которым следует символ архитектуры:
♦ T — boot sector, верхний;
♦ В — boot sector, нижний;
♦ H — симметричная, защищен со старшим адресом;
♦ L — симметричная, защищен с младшим адресом;
♦ U (нет символа) — симметричная;
♦ J40 — число 100%-годных блоков (только для UltraNAND).
Оставшаяся часть определяет параметры питания, быстродействие, тип корпуса, температурный диапазон и некоторые особенности.
Флэш-память с интерфейсом PCMCIA (PC Card) оптимизирована для построения внешней памяти миниатюрных PC. Модуль флэш-памяти в формате PC Card имеет интерфейс дисков IDE (ATA) как на уровне электрических сигналов, так и по системе команд. Кроме собственно микросхем накопителя этот модуль обычно содержит управляющую микросхему программируемой логики. Флэш-память в стандарте PC Card логически является устройством внешней памяти. Ее не следует путать с похожей по виду памятью в формате Credit Card, которая является оперативной и вставляется в специальный (не PCMCIA) слот компьютера. Внешнюю память, в отличие от оперативной, в принципе можно вставлять и вынимать без перезагрузки ОС.
Организация и программирование флэш-памяти Intel
По организации и программированию можно выделить три поколения флэш-памяти Intel.
Микросхемы первого поколения (28F256, 28F512, 28F010, 28F020) представляют собой единый массив памяти, стираемый целиком (bulk erase). Для выполнения стирания и записи микросхемы имеют внутренний регистр команд и управляющий автомат WSM (Write State Machine). Стирание и программирование флэш-памяти возможны только при подаче на вход VPP напряжения 12 В по командам, записываемым во внутренний регистр в шинном цикле записи по сигналу WE#.
Выполнение команд инициируется записью кодов команд во внутренний регистр, для чего процессор должен выполнить команду записи в память по адресу, принадлежащему области программируемой микросхемы флэш-памяти. На микросхему при этом должны прийти сигналы
СЕ#
(выбор) и
WE#
(запись). Последующие обращения к этой области как по записи (W), так и по чтению (R) должны соответствовать исполняемой команде (табл. 7.25). В шинном цикле записи адрес (если он требуется для данной команды) фиксируется по спаду сигнала
WE#
, фиксация данных выполнения команды происходит по фронту
WE#
. Большинство команд подается безадресно (по любому адресу, принадлежащему данной микросхеме); команда верификации стирания и второй цикл команды программирования подаются по адресу требуемой ячейки. Результаты стирания и программирования считываются по адресу конкретной интересующей ячейки.
Таблица 7.25. Команды микросхем флэш-памяти Intel первого поколения
Команда
Число циклов шины
Первый цикл шины¹
Второй (третий) цикл шины¹
R/W
Адрес
Данные
R/W
Адрес
Данные
Read Memory
1
W
X
00h
–
–
–
Read ID
3
W
X
90h
R
0(1)
M_Id (D_Id)
Set-up Erase/Erase
2
W
X
20h
W
X
20h
Erase Verify
2
W
EA
A0h
R
X
EVD
Set-up Program/Program 2
2
W
X
40h
W
PA
PD
Program Verify
2
W
X
C0h
R
X
PVD
Reset
2
W
X
FFh
W
X
FFh
¹ Здесь X
обозначает несущественный адрес, M_Id и D_Id — идентификаторы производителя и устройства, EA — адрес ячейки, в которой контролируется стирание, EVD — данные, считанные при верификации стирания (должны быть FFh), PA и PD — адрес и данные программируемой ячейки, PVD — данные, считанные при верификации программирования.
Ниже описано назначение команд.
♦
Read Memory
— команда чтения данных, переводящая микросхему в режим чтения, совместимый по интерфейсу с EPROM.
♦
Read ID
— команда чтения идентификаторов. В последующих шинных циклах чтения по адресу 0 считывается
M_Id
(Manufacturer Identifier — идентификатор производителя, 89h), по адресу 1 —
D_Id
(Device Identifier — идентификатор устройства, для микросхем 8F256, 28F512, 28F010, 28F020 это B9h, B8h, B4h и BDh соответственно). Из этого режима микросхема выходит по записи любой другой действительной команды. Идентификаторы можно читать и путем подачи высокого напряжения на
А9
(как и для EPROM).
♦
Set-up Erase
/
Erase
— подготовка и собственно стирание. Внутренний цикл стирания начинается по подъему сигнала
WE#
во втором шинном цикле и завершается по последующему шинному циклу записи или по внутреннему таймеру (Stop Timer). Последующей командой обычно является верификация стирания. Два шинных цикла записи, необходимые для выполнения команды, Снижают вероятность случайного стирания и позволяют отказаться от выполнения стирания посылкой команды
Reset
. Наличие внутреннего таймера позволяет не заботиться о точной выдержке времени для стирания, необходимо только выдержать минимальный интервал (около 10 мс). Перед стиранием все биты микросхемы должны быть предварительно запрограммированы в нули.
♦
Erase Verify
— верификация стирания. Отличается от обычного считывания тем, что проверяемая ячейка ставится в более жесткие условия считывания для повышения достоверности контроля стирания. Между шинными циклами команды верификации должна быть пауза не менее 6 мкс. Алгоритм быстрого стирания (Quick-Erase) предусматривает предварительное обнуление всех ячеек (командами программирования) и выполнение команды стирания, сопровождаемой верификацией. Команды верификации последовательно выполняются для каждой ячейки микросхемы. Если результат считывания отличается от FFh, производится повторное стирание (длительностью 10 мс), и последующая верификация может начинаться с первой ранее не стертой ячейки. Если количество повторов стирания превышает 3 000, фиксируется ошибка стирания и микросхема признается негодной. Алгоритм позволяет выполнить полное стирание микросхемы менее чем за секунду.