Vestavné systémy. BI-VES Přednáška 8. Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 8

Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek ©2010,2011 ZS2010/11

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Agenda • Paměťová média

BI-VES, Přednáška 8

Miroslav Skrbek©2010,2011

2

Literatura • M95020. 4Kbit, 2Kbit and 1Kbit Serial SPI Bus EEPROM With High Speed Clock. Datasheet. Technická dokumentace STMicroelectronics, 2004. (www.st.com) • M29F010B 1 Mbit (128Kb x8, Uniform Block) Single Supply Flash Memory. Datasheet. Technická dokumentace STMicroelectronics, 2004.(http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/134/4 89773_DS.pdf) • CF+ and CompactFlash Specification Revision 2.0. CompactFlash Association. https://engineering.purdue.edu/ece477/Webs/S04Grp07/documentation/cfspc2_0_compact_flash.pdf BI-VES, Přednáška 8


3

Non-volatilní paměťová média pro mikropočítačové systémy •

NVRAM – baterií zálohovaná RAM

•

EPROM – – – –

•

Mazatelné UV zářením Uložení programu Kapacita max. 4 M bity Dnes již neperspektivní součástka, používá se jako OTP verze bez okénka

EEPROM – Elektricky přepisovatelné – R/W přístup (zápis po bytech, mazací operace součástí zápisu) – Kapacita do 256K bitů (sériové), 4M bity (paralelní)

•

Flash – Elektricky mazatelné po blocích – Kapacita až 4GBbity



4

Sériové paměti EEPROM • kapacita 1Kbit až 1Mbit • rozhraní – I2C (24C11) – Microwire (M93C46) – SPI (M95020)

020 M95

• aplikace – non-volatilní uložení parametrů, konfigurace a PnP informací (např. síťové karty, USB a PCMCIA interface, paměťové moduly) BI-VES, Přednáška 8


5

Paměti Flash • • • •

vyznačují se velkými kapacitami (až 4Gbity) mazání je organizováno po blocích (nejčastěji 64KB) Operace mazání musí předcházet opětovnému zápisu V současné době nacházejí mnoho aplikačních oblastí – Přenosné datové paměti – MP3 přehrávače – Fotoaparáty, kamery – Záznamová datová zařízení – Medium pro uložení firmwaru ve vestavných systémech



6

Flash paměti typu NOR (EPROM kompatibilní) A11 A9 A8 A13 A14 NC #WE Vcc NC A16 A15 A12 A7 A6 A5 A4

Flash 128KB

29F010 TSOP


#RE A10 #CE DQ7 DQ6 DQ5 DQ4 DQ3 Vss DQ2 DQ1 DQ0 A0 A1 A2 A3

1

A0-16

Adresa 0

D0-7

Z

Data

1

#RE

Čtení 0

tac~70ns


7

Operace čtení a zápis Čtení: data = read(0x345);

// čtení z adresy 345h

Výmaz bloku

Programování paměti

write(0x555, 0xAA); write(0x2AA, 0x55); write(0x555, 0x80); write(0x555, 0xAA); write(0x2AA, 0x55); write(0x555, 0xAA); write(adresa_bloku, 0x30);

write(0x555, 0xAA); write(0x2AA, 0x55); write(0x555, 0xA0); write(adresa, data);

// čekej na dokončení zápisu while ((read(adresa)& 0x80) while((read(adresa_bloku)& 0x40) != (data & 0x80)); != (read(adresa_bloku) & 0x40)); Pokud má paměť Ready/Busy signál, pak je jednodušší testovat tento signál na dokončení operace. Funkce read je deklarovaná jako char read(int adresa); Funkce write je deklarovaná jako void write(int adresa, char data);



8

Velkokapacitní Flash paměti typu NAND • Kapacita až 32Gb • Technologie MLC (multi-level cell) • Rozhraní – Compact Flash (PCMCIA, TrueIDE) – Synchronní 8bitová sběrnice • multiplexovaná adresa s daty • podpora burst modu • automatická inkrementace adresy BI-VES, Přednáška 8


9

NAND Flash interface #CE

CLE

#RE

I/O0-7

#WE ALE

Flash

CLE

R/#B

ALE #WE #RE

#WP #CE

Chip Enable

#RE

Read Enable

#WE

Write Enable

ALE

Adress Latch Enable

CLE

Command Latch Enable

#WP

Write Protect

R/#B

Ready/Busy


I/O0-7

00h Adr

Adresa

30h

Data

R/#B

Adresa příkaz Data Miroslav Skrbek©2010,2011

10

Intel StrataFlash® • • • • •

Technologie NOR MLC 65nm Rychlý zápis až 1MB/s Čtení rychlostí SDRAM (133MHz) Kapacita až 2Gb Interface – – – –

• • •

multiplexovaná adresa/data nemultiplexovaná adresa/data asynchronní interface synchronní interface

Bloková struktura paměti dovoluje běh programu současně se zápisovými a mazacími operacemi Oblast OTP (One Time Programming) pro sériové číslo, bootloader apod. Aplikace – videokamery – přehrávače – paměť programu pro 32bitové systémy (dovoluje běh programů přímo ze StrataFlash)



11

Volatilní paměťové obvody • Statická paměť RAM (SRAM) • Dynamické paměti (SDRAM, DDR, …) • PSRAM (Pseudo Static RAM) Je to DRAM s integrovaným řadičem pro obnovování paměti



12

Volatilní paměti - statická paměť RAM (SRAM) A18 A16 A14 A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND

SRAM


VDD A15 A17 WR A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3

1

A0-16

Adresa 0

D0-7

Z

Data

1

#RE

Čtení 0

tac


13

Paměťové obvody pro hlavní paměť - dynamická paměť RAM (typ DDR2) DDR2 SDRAM 128MB x 8

Pouzdro: 68-ball FBGA

NC

NC

VDD

NU

NC VSS

NC

VSSQ /DQS VDDQ

DQ6 VSSQ DM

DQS VSSQ DQ7

VDDQ DQ1 VDDQ

VDDQ DQ0 VDDQ

DQ4 VSSQ DQ3

DQ2 VSSQ DQ5

VDDL VREF VSS

VSSDL CK

• •

•

VDD

• CLKE /WE

/ značí negovaný signál NC

/RAS

/CK ODT

BA0

BA1

/CAS

/CS

A10

A1

A2

A0

A3

A5

A6

A4

A7

A9

A11

A8

A12

BA2

NC

A13

NC


NC

• • •

Synchronní dynamická RAM (SDRAM) Periodické obnovování obsahu externím řadičem. Celá paměť musí být obnovena přibližně do 10 ms, jinak hrozí ztráta dat. Kapacita 128MB (8 bank x 224 adres) Adresa (A0-A13); kompletní 24-bitová adresa se zapisuje nadvakrát sloupcová (10 bitů) a řádková (13 bitů) Číslo banky (BA0-BA2) Data (DQ0-DQ7) Řídící signály: – – –

NC

• •

RAS (řádková adresa) CAS (sloupcová adresa) /WE (zápis)

Hodinový signál (CK a /CK) /CS výběr čipu


14

Čtení z paměti CK A0- Adresa A13 řádku

Adresa sloupce

Adresa sloupce

/RAS /CAS Data 45ns Adresa řádku 1000h

1. adresa sloupce 200h

Adresa 400200h Adresa 400328h


2. adresa sloupce 328h

Data z adresy 400200h 400201h 400202h 400203h

Data z adresy 40032Bh 40032Ah 400329h 400328h Blok dat pro adresu 1


Blok dat pro adresu 2

15

Velkokapacitní paměťová média • PCMCIA Flash Card – Interface paralelní 16bitů

• Compact Flash (CF) – Interface paralelní 16 bitů

• Multi Media Cards (MMC) – Seriový (např. SPI)

• Secure Digital Cards (SD) • SSFDC (SmartMedia) BI-VES, Přednáška 8


16

Compact Flash • Implementuje rozhraní disku (ATA) • Obvykle dva režimy činnosti – Přímo signály ATA jako na disku – PCMCIA

• O režimu se rozhoduje při zasunutí karty • Mechanickým adaptérem (bez IO) lze převést na PCMCIA BI-VES, Přednáška 8


17

MMC • Určeno pro MP3 přehrávače, PDA, … • Konektor – 7 kontaktních plošek • Sériová synchronní komunikace (SCLK 0-20MHz) • Dva protokoly – MultiMediaCard – SPI

• Karty je možno zapojovat do sběrnice • Datové přenosy zabezpečené CRC BI-VES, Přednáška 8


18

Vestavné systémy. BI-VES Přednáška 8. Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D

Recommend Documents