Интерфейсы электронной памяти

В единичное состояние ячейки переводятся только при стирании. Стирание выполняется для всей матрицы ячеек; стирание одиночной ячейки невоз¬можно. Чтение флэш-памяти ничем не отличается от чтения любой другой памя¬ти — подается адрес ячейки, и через некоторое время доступа (десятки-сотни не) на выходе появляются данные. Запись выглядит несколько сложнее — для програм¬мирования каждого байта (слова) приходится выполнять процедуру, состоящую из операций записи и считывания, адресованных к микросхеме флэш-памяти. Одна¬ко при этом шинные циклы обращения к микросхеме являются нормальными для процессора, а не растянутыми, как для EPROM и EEPROM. Таким образом, в устройстве с флэш-памятью легко реализуется возможность перепрограммиро¬вания без извлечения микросхем из устройства. Большинство микросхем флэш-памяти имеют интерфейс, аналогичный асинхронной статической памяти (SRAM), а при чтении он упрощается до интерфейса ROM/PROM/EPROM. Существуют версии с интерфейсом динамической памяти, асинхронным и синхронным, а также и со специальными интерфейсами, в том числе и 12С. Первые микросхемы работали только при напряжении питания 5 В, а для программирования и стирания тре¬бовали дополнительное питание VPP = +12 В. Затем появились микросхемы всего с одним напряжением питания +5 В. Дальнейшее развитие технологии позволи¬ло снизить напряжение питания до 2,7-3,3 В и 1,65-2,2 В, a VPP — до 5, 3,3, 2,7 и даже 1,65 В. В производстве микросхем используется технологические процес¬сы с разрешением 0,3, 0,22, 0,18 мкм (чем мельче ячейки, тем они экономичнее). Микросхемы первых выпусков (1990 г.) имели гарантированное число циклов стирания-программирования 10 000, современные — 100 000.
Флэш-память имеет время доступа при чтении 35-200 не. Стирание информации (поблочное или во всей микросхеме) у микросхем середины 90-х годов занима¬ет 1-2 секунды, программирование (запись) байта — порядка 10 мкс. У современ¬ных микросхем время стирания и записи заметно сократилось. Процедура записи от поколения к поколению упрощается (см. ниже). От ошибочного стирания (запи¬си) применяются различные методы программной и аппаратной защиты. Программ¬ной защитой является ключевая последовательность команд, нарушение которой не позволяет начать операции стирания и записи. Аппаратная защита не позволя¬ет выполнять стирание и запись, если на определенные входы не поданы требу¬емые уровни напряжения. Аппаратная защита может защищать как весь массив целиком, так и отдельные блоки.

284
Глава 7. Интерфейсы электронной памяти
По организации массива в плане стирания групп ячеек различают следующие архитектуры:
♦
Bulk Erase (BE) — все ячейки памяти образуют единый массив; запись воз¬
можна в произвольную ячейку; стирание возможно только для всего объема
сразу;
♦
Boot Block (BB) — массив разделен на несколько блоков разного размера, сти¬раемых независимо, причем один из блоков имеет дополнительные средства за¬щиты от стирания и записи;
♦
Flash File — массив разделен на несколько равноправных независимо стира¬емых блоков обычно одинакового размера, что позволяет их называть микро¬схемами с симметричной архитектурой (Symmetrical Architecture, SA).