嵌入式系統Flash編程技術(shù)研究論文

　　摘要：Flash存儲器具有應用成本較低、存儲速度較快、支持重復擦寫(xiě)功能，是目前很多嵌入式系統開(kāi)發(fā)中不可缺少的重要內容。Flash編程方法的應用與系統開(kāi)發(fā)進(jìn)度、成本息息相關(guān)，因此，本研究主要以嵌入式系統為例，對Flash的編程方式進(jìn)行分析，并介紹了新型Flash模式，力求編程質(zhì)量與水平能夠得到顯著(zhù)提升，使該技術(shù)在更多系統中得到廣泛應用。

　　關(guān)鍵詞：嵌入式系統；Flash編程；Flash存儲器

　　21世紀作為信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、智能產(chǎn)品層出不窮，滲透到社會(huì )生產(chǎn)與生活的方方面面。其中，嵌入式系統應用范圍較廣、可靠性較高、應用成本較低，在移動(dòng)通信、自動(dòng)化控制領(lǐng)域中得到普遍應用。在系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為保障系統程序可以反復載入，對內置存儲器的要求較高，而Flash具有成本低、存儲快、可重復擦寫(xiě)特征，因此，成為嵌入式系統中不可缺少的重要部分。

　　1嵌入式系統的Flash編程方法

　　在現實(shí)應用中，應用頻率較高的Flash編程方法包括編輯器編程、普通接口編程與JTAG編程三種。

　　1.1編輯器編程

　　為實(shí)現Flash編程，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)和設計了編輯器，通過(guò)配套使用，便能將指令或數據寫(xiě)入其中。該方式較老舊，對實(shí)施條件的要求也較嚴格，必須保障芯片在焊接到電路板之前進(jìn)行，等到編程結束以后再進(jìn)行焊接。目前，較常見(jiàn)的編輯器類(lèi)型有LABTOOL-48、SUPERPRO/V等。編程器編程的主要優(yōu)勢在于使用較便利，且編程效率較理想，十分適宜DIP封裝的Flash芯片。

　　1.2普通接口編程

　　在實(shí)際應用過(guò)程中，嵌入式系統為充分發(fā)揮作用，通常會(huì )在硬件設計中加入一些外圍接口，這些接口包括串口、USB、網(wǎng)絡(luò )接口等。而在Flash編程中，便可以借助這些接口、串口直接實(shí)現。接口編程的方式與JTAG編程相比，沒(méi)有對特殊接口進(jìn)行要求。

　　1.3JTAG編程

　　JTAG作為嵌入式調試技術(shù)，其接口標準為IEEE1149.1，主要應用于邊界掃描與端口測試中。同時(shí)，采用JTAG接口不但能夠完成測試操作，還可以實(shí)現對嵌入式系統中的Flash編程。在實(shí)際應用過(guò)程中，對JTAG進(jìn)行編程操作應借助接口仿真器，將目標機與宿主機聯(lián)系起來(lái)。在目標機上，將處理器與Flash總線(xiàn)相互連接，再借助宿主機中的既定程序，將數據、指令與控制信號均傳送到JTAG接口芯片中。這時(shí)，處理器中將會(huì )接收到JTAG傳遞過(guò)來(lái)的信息，并按照Flash芯片進(jìn)行編程，將接收到的信息寫(xiě)入其中，完成最終編程操作。與編輯器編程、普通接口編程方式相比，JTAG編程技術(shù)更為簡(jiǎn)便，無(wú)需對芯片焊接流程進(jìn)行嚴格規定，只需借助JTAG借口線(xiàn)與仿真器便能完成測試，因此，嵌入式系統中Flash編程得到了廣泛應用[1]。

　　2通過(guò)JTAG接口實(shí)施Flash編程的實(shí)例分析

　　在某項目開(kāi)發(fā)設計過(guò)程中，采用JTAG接口完成Flash編程。在該設計過(guò)程中，JTAG的電纜與主機并口相互連接，另一側連接到電路板中的JTAG插座上，再與處理器PowerPC405EP相連，Flash需要經(jīng)過(guò)總線(xiàn)與處理器相連。在上述連接完畢以后，Flash無(wú)需具備JTAG接口，使用范圍也更加廣闊。在對Flash進(jìn)行編程的過(guò)程中，PowerPC405EP由主機軟件進(jìn)行控制，利用其模擬Flash的編程時(shí)序，便能對Flash進(jìn)行編程。

　　2.1硬件配置

　　第一，JTAG下載電纜設計。在JTAG接口標準的基礎上，對信號邏輯電平中傳輸要求、數據、傳輸方向等進(jìn)行綜合考慮，最終選擇采用并口標準與接口并行的模式，二者間關(guān)系如下：PC并口中管腳2的功能為D0；管腳3的功能為D1；管腳4的功能為D2；管腳5的功能為D3；在JTAG接口中，管腳TDI的功能為數據輸入；TCK的功能為時(shí)鐘；TMS的功能為模式選擇；TRST的功能為復位；TDO的功能為數據輸出。第二，嵌入式處理器PowPC405EP。在本系統設計中，采用的處理器為IBMPowPC405EP，屬于一款32位、RISC指令集處理器，其性能較為良好，集嵌入式軟核、外圍設備系統SOC于一體。通過(guò)數據手冊進(jìn)行描述，得知BSR的長(cháng)度與指令代碼等內容，具體如下：指令Bypass，代碼1111111；指令Extest，代碼0000000；指令Sample，代碼1111010。第三，Flash。在本系統設計中，使用的Flash為富士通SPANSIONMBM29DL，工作電壓為3V，用戶(hù)在使用之前，需要將特定地址寫(xiě)入到對應的指令序列中，便可以將其啟動(dòng)，使其在自動(dòng)化下完成指令，包括復位、自動(dòng)選擇、擦除、編程等[2]。

　　2.2軟件配置

　　編程算法可以劃分為兩個(gè)內容，一是寫(xiě)入編程命令序列，二是數據驗證，本文只對前者進(jìn)行研究。寫(xiě)入編程命令序列需要經(jīng)過(guò)四個(gè)周期完成，前兩個(gè)周期屬于解鎖周期，將AAh寫(xiě)入到55h中，再將55h寫(xiě)入到地址2AAh中，在第三個(gè)周期中，將A0h寫(xiě)入到0555h中，在第四周期中對地址與數據進(jìn)行編程，Flash將自動(dòng)完成編程命令。在第一周期中，使用的Flash數據線(xiàn)為AAh，也就是與Flash相連接的PowerPC405EP中的AAh，這時(shí)PerData0位為“0”。從PowerPC405EP的描述中能夠看出，與之相對應的BSC單元號為24，部分源程序為：#definepinTDI1//輸出端口位地址UnsignedcharOutport_State＝0xF5//保存并口輸出端口狀態(tài)的全局變量writePort(pinTMS,0x00）；sclk（）；//進(jìn)入Run-Test-Idle狀態(tài)；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//進(jìn)入Select-IR-Scan狀態(tài)；writePort(pinTMS,0x00）；sclk（）；//進(jìn)入Shift-IR狀態(tài)；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//開(kāi)始數據串行輸入，將“0”輸入到24號BSC中；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//進(jìn)入Update-DR狀態(tài)，在TCK的下降沿，對24號BSC中的“0”進(jìn)行驅動(dòng)，使其傳輸到PerData當中，同時(shí)//flash也為“0”。

　　3新型的Flash編程模式分析

　　在實(shí)際應用過(guò)程中，由于Flash芯片在很多場(chǎng)景中均可使用，因此，命令集往往不盡相同，對此通常將整個(gè)編程模式劃分為四個(gè)部分：最下層為硬件適配層，能夠為上層提供讀與寫(xiě)等基本功能，能夠有效解決軟件程序與硬件總線(xiàn)協(xié)調問(wèn)題。第二層屬于Flash適配層，主要作用是為上層提供Flash支持命令集，并通過(guò)公共接口發(fā)出響應。該層能夠良好解決與Flash相關(guān)功能的指令時(shí)序與支持作用問(wèn)題，且還應實(shí)現對各類(lèi)事件與模式的轉移。第三層為功能適配層，具有數據或指令讀寫(xiě)作用，能夠對Flash命令集進(jìn)行封裝操作，還可與上層之間相互聯(lián)系。最上層便是適配層，與用戶(hù)端相互連接，為用戶(hù)提供高級交互接口。此種分層方式能夠為編程操作提供極大便利，通過(guò)多層結構使高層與底層應用相互隔離，極大提高了程序開(kāi)發(fā)質(zhì)量，也為用戶(hù)帶來(lái)了更多功能與豐富的體驗[3]。

　　4結語(yǔ)

　　本研究對Flash編程方式進(jìn)行分析，借助嵌入式系統對Flash進(jìn)行編程，編程速度較快、操作簡(jiǎn)單、復用率良好，充分符合嵌入式系統的發(fā)展趨勢，同時(shí)也使系統開(kāi)發(fā)投入成本降低，系統價(jià)值得到顯著(zhù)提高。另外，本文還介紹了一種新型的Flash編程方式，希望能夠使其在系統開(kāi)發(fā)中獲得更廣闊的發(fā)展空間。

　　參考文獻

　　[1]高輝輝.基于PC-MBI模塊的Flash編程技術(shù)研究[J].單片機與嵌入式系統應用,2015,15(9):7-10.

　　[2]吳延軍.基于FLASH芯片的加密存儲技術(shù)研究[D].廣州:暨南大學(xué),2016.

　　[3]康向艷.嵌入式路由器中基于NANDFlash啟動(dòng)技術(shù)研究[D].西安:西安電子科技大學(xué),2014.

【嵌入式系統Flash編程技術(shù)研究論文】相關(guān)文章：

探討嵌入式系統的應用09-05

嵌入式系統內存的管理方案研究06-02

慣有嵌入式系統內存管理方案研究06-02

對高職中開(kāi)展嵌入式教學(xué)的探索論文07-27

嵌入式系統工程師崗位職責05-19

嵌入式系統年度實(shí)習報告范文06-16

外墻內保溫施工技術(shù)研究論文03-03

Flash游戲設計教學(xué)中項目教學(xué)法的運用論文07-12

系統類(lèi)畢業(yè)論文03-10

控制系統論文12-07