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大容量Flash型AT91系列ARM核微控制器

大容量Flash型AT91系列ARM核微控制器

点击数:7651 次   录入时间:03-04 11:45:41   整理:http://www.55dianzi.com   ARM单片机

  ◇ 引导模式选择

  ARM复位向量在地址0x0。NRST口线被释放后,ARM7TDMI执行存储于这个地址的指令。这就意味着复位之后这个地址必须映射到非易失的存储器中。NRST上升沿之前的10个时钟周期期间BMS引脚上的输入用来选择引导存储器的类型,如表1所列。如果嵌入的Flash存储器用作引导存储器,BMS输入必须被外部拉低,并且NCS0必须在外部与NCS7连接。

  表1 引导模式选择

BMS引导存储器1NCS0上的外部8位存储器0NCS0上的外部16位寄存器

  引脚BMS与I/O线P24复用。复位以后,P24可以与任何标准的PIO线一样被编程。

  ◇ Flash存储器

  16 Mbit的Flash存储器由1 048 576个16位字组成。Flash存储器通过EBI进行16位字寻址。它使用地址线A1~A20。

  除了Flash存储器使能信号以外,所有的地址、数据和控制信号都是内部互连的。用户应当把Flash存储器使能信号(NCSF)和1个EBI上低电平有效的片选信号相连接。如果Flash存储器作为引导存储器使用,那么必须使用NCS0;同时BMS必须被外部拉低,以使处理器在复位后可以执行正确的16位取指操作。

  引导时,必须为EBI配置正确的标准等待状态数目。例如,当微控制器运行于66 Hz时,需要5个标准等待状态。

  用户必须确保所有的VDDIO、VDDCORE和所有的GND引脚通过最短的路线连接到各自的电源。Flash存储器在读模式下加电。命令序列用于将此器件置于其它的操作模式下,例如编程和擦除。

  为了增加灵活性而提供的分离的Flash存储器复位输入引脚(NRSTF),使能复位操作以适应具体应用。当这个输入为逻辑高电平时,存储器处于它的标准操作模式;当这个输入为逻辑低电平时,暂停当前的存储器操作并使它的输出置于高阻状态。

  Flash存储器的一个特性是它采用数据查询来检测一个编程周期的结束。当处于编程周期时,一个试图读取最后一个写入字的操作在I/O7上返回写入数据的补码值。开漏NBUSY输出引脚提供另一种检测编程周期或擦除周期是否结束的方法。当处于编程或擦除周期时,这个引脚被拉低,这个周期结束以后引脚恢复高电平。使用1个翻转位提供了检测编程或擦除周期是否结束的第3种方法。

  Flash存储器被分为2个存储区(plane)。当从一个存储区执行读操作时,在另一个存储区可以同时执行编程或擦除功能。这一特性使得在执行读操作之前不需要系统等待一个编程或擦除周期的完成,从而增强了系统的性能。

  为了方便擦除操作,Flash存储器被分成了39个扇区。为了进一步增强器件灵活性,还提供了擦除挂起特性。这一特性使得擦除周期被挂起一段不确定的时间,并允许用户执行从同一个存储区内任何一个其它扇区的读数据操作或向其写数据的操作。如果所读的数据在另一个存储区,则不需要挂起擦除周期。

  此器件具有保护存储在任一扇区中的数据不被破坏的能力。一旦对于某个扇区的数据保护被使能,那么,当输入电平处于地和VDDIO之间时,那个扇区的数据不能被改变。

  1个可选的VPP引脚用于增加编程/擦除次数。

  以6字节命令序列进入的单脉冲编程模式(Single Pulse Program Mode)允许器件使用写控制线上的单脉冲直接被写入。通过器件掉电或者使NRSTF引脚为低电平并至少保持50 ns,然后将其恢复为VDDIO,退出单脉冲编程模式。

  以下硬件特性保护Flash存储器,避免其不小心被编程:

  ◇ VDDIO敏感--如果VDDIO低于1.8 V(典型情况),编程功能被禁止;

  ◇ VDDIO上电延迟--一旦VDDIO到达VDDIO的敏感电平,器件将自动地在编程之前超时10 ms(典型情况);

  ◇ 编程禁止--保持OE为低、CE为高或WE为高中的任意一个,将禁止编程周期;

  ◇ 噪声滤波--出现于WE或CE输入上的低于15 ns(典型情况)的脉冲将不会启动编程周期。

  4 AT91 Flash Uploader软件

  所有基于Flash的AT91器件都配备一个叫作AT91 Flash Uploader的预编程软件,它驻留在嵌入的Flash存储器的第1个扇区。Flash Uploader允许通过串口向嵌入的Flash编程。Flash Uploader可以使用任一个片内USART。Flash Uploader的运行环境如图2所示。

  (1)Flash Uploader操作

  Flash Uploader软件需要使用嵌入的Flash存储器作为引导存储器,还需要为MCKI提供1个有效的时钟。复位以后,Flash Uploader立即复制软件本身到内部的SRAM并跳转到那里。随后的操作将只需要这个存储器资源。所执行的外部访问只是编程嵌入的Flash存储器。

  开始以后,处理器初始化2个USART的RXD引脚的PIO输入变化中断。中断出现时,启动1个定时器/计数器通道;当在RXD线上检测到下一个输入变化时,则停止这个定时器/计数器通道。这就解释了如何测量第1个字符长度,以及如何通过计算器件主时钟和实际通信时的波特率速度之间的比率来初始化USART。然后,编程系统便可以按照编程Flash器件所规定的协议发送命令和数据。为了最低限度地降低Flash Uploader被擦除和电源被关闭的危险,最后才由编程系统来擦除和编程Flash的第1个扇区。当Flash Uploader从第1个扇区被擦除时,如果新的最终应用程序还没有被编程并且目标系统的电源被关闭,那么,将导致一个不可恢复的错误,并且AT91FR40162不能再通过使用Flash Uploader被重新编程。

  (2)编程系统

  Atmel公司提供了一个免费的Host Loader软件,运行于Windows 95或Windows 98操作系统下的IBM PC兼容机上。可以从Atmel网站下载此软件,并且只需要1根串行电缆线来连接主机和目标机。可以选择使用COM1或COM2实行通信,同时串行链路的速度被限制为115 200 baud。由于串行链路速度是配置瓶颈,因此,Flash编程每1 MB需要持续 110 s。

  通过使用一个快速的编程系统可以减少编程时间。AT91评估板可以使一个串行链路运行到500 K位/s,并且可以匹配Flash所允许的最快编程速度。例如,当字编程成为瓶颈时,编程速度可以达到40 s/MB。

  结束语

  随着后PC时代的进入,嵌入式系统已经无所不在。手机、汽车、航空航天以及军事装备等各个领域都能看到嵌入式系统的身影;而微控制器则正是嵌入式系统的核心部件。AT91FR40162是Atmel公司AT91系列微控制器中的一种,这一系列的微控制器是低功耗、32位性能和16位系统价位的最佳组合。AT91FR40162在AT91R40008的基础上增加了16 Mbit的Flash存储器,Flash存储器的可编程性为用户使用该芯片提供了更大的灵活性。AT91FR40162为嵌入式应用提供了又一种可选的性价比较高的微控制器。



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