Флэш-память фирмы AMD

Фирмой AMD выпускается несколько семейств микросхем флэш-памяти. Первые из них были близки по характеристикам к флэш-памяти Intel первого поколения

7.3. Энергонезависимая память _{_____________________________________________________________________} 301

(Bulk Erase, стирание и программирование 12 В): это Am28F256/512/ 010/020. В отличие от аналогичных микросхем Intel, Am28F256/512 не имели стоп^тайме-ра, что требовало точной выдержки при программировании и стирании. Следующим этапом были микросхемы Am28F256A/512A/010A/020A со встроенным алгорит­мом программирования, отличающимся от алгоритма микросхем Intel второго поколения как последовательностью команд, так и способом определения момен­та окончания операций. Для защиты от случайного выполнения команды состоят из 3-6 шинных циклов, причем для них существенен и адрес (табл. 7.28). Состо­яние выполнения операций стирания или программирования определяется по результату данных, полученных в шинном цикле чтения по адресу ячейки, уча­ствующей в операции (а не регистра состояния, как у Intel). Для определения окон­чания операций может использоваться метод Data# Polling или Toggle Bit. Метод Data# Polling основан на анализе бита D7 считанных данных. В начале выполне­ния внутреннего цикла он устанавливается инверсным по отношению к тому, что должно быть записано в ячейку. По успешном окончании операции он принима­ет желаемое значение (при стирании — 1). Метод Toggle Bit основан на анализе бита Об, который при каждом шинном цикле считывания во время выполнения операции меняет свое значение на противоположное. По окончании операции он остановится в каком-либо состоянии, при этом об успешности можно судить по биту 7. Единичное значение бита D5 — Exceeded Timing Limits — указывает на превышение допустимого времени выполнения операции.

Микросхемы семейства Am29Fxxx выполняют все операции при одном питающем напряжении 5 В и имеют секторированную структуру (Sector Erase), симметрич­ную (аналогично Flash File) или несимметричную (Boot Block), с верхним (Т) и нижним (В) положением Boot-блока. С помощью программатора каждый сектор может быть защищен от модификации в целевой системе (в отличие от Intel спо­соб установки и снятия защиты фирмой AMD широко не раскрывается). По рас­положению выводов и интерфейсу микросхемы соответствуют стандарту JEDEC для флэш-памяти с одним питающим напряжением. Микросхемы позволяют вы­полнять одновременное стирание группы секторов. Все эти микросхемы, кроме Am29F010, имеют возможность приостановки стирания сектора (Erase Suspend) для выполнения чтения других секторов, a Am29F080/016 позволяют еще и про­граммировать байты во время приостановки стирания.

Таблица 7.28. Команды флэш-памяти Am29F010

продолжение &

Глава 7. Интерфейсы электронной памяти

¹ PA " адрес программируемой ячейки.

¹ PD - данные для записи в программируемую ячейку.

³SA - адрес стираемого сектора (значимы биты А16, А15 и А14).

В командах значение бит А15, А16 существенно только при задании адреса ячейки. Ниже описано назначение команд.

♦ Reset/Read — сброс и перевод в режим считывания массива. Производится
автоматически по включении питания и рри получении некорректной коман­
ды (или адреса) в цепочке.

♦ Аи t о s е I е с t — чтение кодов идентификации производителя (А=0), устройства (А=1) или состояния защиты сектора (биты А16-А14 задают адрес сектора, А2-1, остальные биты адреса — нулевые). Результат считывания состояния защищен­ного сектора — Olh, незащищенного — OOh. Идентификаторы и состояние за­щиты могут быть считаны и путем подачи высокого напряжения на вход А9 в шинном цикле считывания.

♦ Byte Program — программирование байта. После четвертого цикла шины на­чинается внутреннее выполнение программирования, при этом чтение по ад­ресу программируемой ячейки выводит биты состояния.

♦ Chi р Erase — стирание всех незащищенных секторов. На время выполнения стирания чтение по любому адресу (кроме адресов, принадлежащих защищен­ным секторам) выводит биты состояния.

♦ Sector Erase — стирание сектора или группы секторов. Стирание начинается через 80 икс после окончания последнего шинного цикла цепочки. До этого момента можно посылать цепочки команд стирания других секторов, выполне­ние начнется через 80 мкс после окончания последней цепочки. Если среди ука­занных секторов имеется защищенный, его стирание не выполняется. На время выполнения стирания чтение по адресу любого из стираемых секторов (кроме защищенных) выводит биты состояния. Бит DQ3 — Sector Erase Timer — ука­зывает на начало выполнения стирания сектора (очередную последователь­ность команд стирания сектора можно начинать, пока бит 3=0).

Следующим этапом стала секторированная флэш-память Am29LVxxx с одним питающим напряжением (3, 0 В) для всех операций. У этих микросхем защита

7.3. Энергонезависимая память_________________________________________ 303

любого сектора также устанавливается с помощью программатора стандартной микросхемы EPROM.a также возможно временное снятие защиты в целевой си­стеме. Кроме программной индикации окончания операции (биты 5-7, считанные по адресу ячейки), имеется и аппаратная (сигнал RY/BY*). Также имеется сигнал аппаратного сброса, переводящий в режим чтения.

Вышеперечисленные микросхемы имеют традиционную архитектуру NOR. От них значительно отличается микросхема Am30LV0064D — 64 Мбит (8 Мх8) с архи­тектурой UltraNAND, обеспечивающей быстрый последовательный доступ к дан­ным выбранной страницы. Каждая страница имеет 512 байт данных и 16 допол­нительных байт, используемых, например, для хранения ЕСС-кода. Для выбора страницы при чтении (загрузки во внутренний 528-байтный регистр) требуется около 7 мкс, после чего данные считываются последовательно со скоростью до 20 Мбайт/с (50 не/байт). Таким образом, среднее время на чтение одного байта составляет всего 65 не. Для записи данные (страница полностью или частично) загружаются в регистр с той же скоростью, после чего запись их в массив храня­щих ячеек требует всего 200 мкс. Таким образом, среднее время на запись одного байта составляет всего 430 не — в 20 раз быстрее обычной (NOR) флэш-памяти (скорость записи 2, 3 Мбайт/с). Стирание выполняется блоками по 8 Кбайт за 2 мс (в обычной — 600 мс). Микросхем» питается от 3 В. Планируется достижение объема микросхемы до 1 Гбит. Надежность хранения — 10 лет, 10⁴ циклов без­ошибочного программирования, более 10⁶ циклов программирования с коррекци­ей ошибок. Применение — «твердые диски», цифровые камеры, диктофоны и т. п.