Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
но при этом имеют более низкую стоимость.
5. ПЗУ с электрическим стиранием типа FLASH - FLASH ROM. Электрически
программируемые и электрически стираемые ПЗУ типа FLASH были
предназначены для заполнения "ниши" между дешевыми однократно
программируемыми ПЗУ большой емкости и дорогими EEPROM ПЗУ малой емкости.
ПЗУ типа FLASH сохранили преимущества, присущие EEPROM: возможность
многократного стирания и программирования посредством приложения
повышенного напряжения. Однако для увеличения объема памяти транзистор
адресации каждой элементарной ячейки был удален, что не дает возможности
программировать каждый бит памяти отдельно. Память типа FLASH стирается и
программируется страницами или блоками. Страница, как правило, составляет
8, 16 или 32 байта памяти, блоки могут объединять некоторое число
страниц, вплоть до полного объема резидентного ПЗУ МК (до 60 Кбайт).
Упрощение декодирующих схем, произошедшее из-за уменьшения числа
транзисторов, и, как следствие, снижение стоимости и размеров привело к
тому, что МК с FLASH памятью программ в настоящее время становятся
конкурентоспособными не только по отношению к МК с однократно
программируемым ПЗУ, но и с масочным ПЗУ также.
Первый тип памяти (mask ROM) предполагает программирование МК только в
заводских условиях. Второй и третий типы памяти (OTPROM и EPROM) могут
программироваться непосредственно пользователем, но в режиме
программирования требуют подключения источника повышенного напряжения к
одному из выводов МК. Для их программирования используются специальные
программаторы, в которых требуемая последовательность импульсов
программирования с амплитудой 10 -25 В создается внешними по отношению к
МК средствами. Технология программирования памяти первых трех типов не
предполагает изменения содержимого некоторых ячеек энергонезависимой
памяти в процессе работы устройства под управлением прикладной программы.
293
8-РАЗРЯДНЫЕ микроконтроллеры
Память типа EEPROM и FLASH также требует в процессе
стирания/программирования приложения повышенного напряжения. В ранних
образцах МК (например, Microchip Р1С16С5хх) это напряжение должно было
быть подано на один из выводов МК в режиме программирования. В новейших
версиях МК (Motorola НС08, Microchip PIC16, Atmel AVR) модули FLASH и
EEPROM ПЗУ содержат встроенные схемы усиления, которые называют
генераторами накачки. Допускается включение и отключение генератора
накачки под управлением программы посредством установки битов в регистрах
специальных функций модулей памяти. Следовательно, появилась
принципиальная возможность осуществить программирование или стирание
ячеек памяти FLASH и EEPROM ПЗУ в процессе управления объектом, без
останова выполнения прикладной программы и перевода МК в режим
программирования. Вспомним разницу между EEPROM и FLASH ПЗУ в составе МК.
EEPROM ПЗУ практически никогда не используется для хранения программ, но
оно имеет режим побайтного программирования. Предоставленная техническая
возможность программирования под управлением прикладной программы
становится реализуемой, так как носителем программы в МК является другой
модуль памяти. Следовательно, в процессе программирования повышенное
напряжение не прикладывается к носителю программы алгоритма
программирования, и эта программа может быть выполнена в обычном режиме.
Данное обстоятельство сделало EEPROM память идеальным энергонезависимым
запоминающим устройством для хранения изменяемых в процессе эксплуатации
изделия настроек пользователя. В качестве примера достаточно вспомнить
современный телевизор или музыкальный центр: настройки каналов
сохраняются при отключении питания. Одной из тенденций совершенствования
резидентной памяти 8-разрядных МК стала интеграция на кристалл МК сразу
двух модулей энергонезависимой памяти: ОТР или FLASH - для хранения
программ и EEPROM - для хранения перепрограммируемых констант.
Сложнее обстоит дело с возможностью программирования FLASH ПЗУ под
управлением прикладной программы. Даже если модуль FLASH ПЗУ содержит
встроенный генератор накачки, то попытка перевода модуля в режим
программирования посредством установки битов режима приведет к
невозможности дальнейшего считывания программы, которая в это FLASH ПЗУ
записана. И МК "зависнет". Поэтому та часть программы, которая реализует
программирование FLASH ПЗУ, должна быть обязательно расположена в памяти
другого типа. Наиболее часто в качестве такой памяти выбирают ОЗУ МК.
Поскольку, если в МК имеется EEPROM ПЗУ, то бессмысленно
"допрограммировать" FLASH в процессе работы изделия, в противном случае
другой памяти, кроме ОЗУ, в МК просто нет. Если МК допускает возможность
выполнения программы, расположенной в ОЗУ, и имеет встроенный генератор
накачки модуля FLASH ПЗУ, то такой МК становится "программируемым в
системе" (англоязычный термин "In system programmable" -ISP). Для того
чтобы возможность программирования в системе стала реализуемой,
