采用闪存技术的新型8位微控制器及其应用

技术分类: 微处理器与DSP  | 2003-04-18
Mark Rootz,意法半导体公司可编程系统存储器事业部

现有采用闪速存储技术8微控制器存在一些不足之处。有一些应用要求微控制器具有容量更大的存储器,这是由於需要使用C语言进行编程,能够处理很多个国家不同语言文字的字符以及字符串,因而用户接口很复杂,而且在这些应用中需要很大的查找表,并且把数据记录下来。传统的微控制器中只有一个闪速存储器阵列,不能在擦除或者写入的同时读出。这样,在对闪速存储器进行远距离更新时,很难在应用中进行编程(IAP)。传统的8051结构在执行IAP编程时还有另外一个障碍,这就是8051在工作时是使用两个寻址空间:程序空间和数据空间。但是8051不能够擦除程序空间或者对程序空间进行写入操作,它们只能够擦除数据空间并对数据空间进行写操作。普通的8051结构存在另一个问题是,它的寻址范围不能超过64KB。本文介绍的新型8位微控制器是针对这些问题而设计的。本文还介绍了它在售货机热敏式打印机中的应用。
  意法半导体生产含有闪速存储器的新型可编程系统器件(称作Flash PSD)已经有些时日了。在PSD8xx系列和PSD9xx系列的PSD器件中有两个区块的闪速存储器、SRAM、可编程逻辑并且具有JTAG系统内编程(ISP)的功能,
所有这些都是集成在一块芯片上的。这些器件可以同数百种不同的8位和16位不包含ROM的微控制器中的任何一个器件配合使用,组成双芯片解决方案。意法半导体已经迈出了下一步,进一步把微控制器芯核集成到Flash PSD器件中去,推出了新的μPSD3200系列。现在PSD结构和8051兼容微控制器芯核集成在一块芯片上,它具有PSD结构的一些优点,而微控制器芯核的功能又很强,成为安全、效益好的单片器件。目前市场上没有其他的8位微控制器把高密度存储器和各种功能像μPSD3200系列这样地集成在一起。
  μPSD3200是一个大系列的名称,其中又包含两个系列,这就是μPSD323x和μPSD325x。这些器件中包含一个40MHz的微控制器芯核和PSD结构,其中包含存储容量高达288KB的闪速存储器,容量为32KB的SRAM,有16个使用闪速存储器技术的PLD宏单元,并且具备JTAG系统内编程的功能。但是意法半导体更进一步在这个新系列器件中增加了以下的外围部件接口电路和功能:
  ● I2C和USB1.1接口;
  ● 五路8位PWM;
  ● 两路UART;
  ● 通用I/O 引脚超过50个;
  ● 三个16位定时器以及两个由8032芯核提供的外部中断;
  ● 各种监测功能,例如监测定时器及低电压检测功能。
  意法半导体公司还供80引脚和52引脚的TQFP封装产品。采用80引脚TQFP封装的产品可以把8032的地址/数据总线与在器件外面的并行外围部件连接起来;而采用52引脚TQFP封装的器件则没有这样的总线。工作电源电压有5.0V和3.3V两种,这个系列中的所有器件都可以在工业温度环境(-40℃至+85℃)中运行。
  由於μPSD3200系列中的PSD结构具有许多优点,超过了竞争对手的含闪速存储器的8位微控制器。这些优点是:
  ● 它的SRAM和闪速存储器的存储容量是市面上最大的;
  ● 有两个闪速存储器阵列;
  ● 具有灵活的存储器管理功能;
  ● 集成有通用可编程逻辑电路(使用闪速储器技术的PLD);
  ● 具有JTAG ISP功能。
  图1 μPSD3200系列的方块图
  SRAM和闪速存储器的容量
  在使用闪速存储器技术的8位微控制器中,μPSD3200系列的存储器容量是最大的。微控制器之所以需要存储容量更大的存储器,是由於有些应用需要使用C语言进行编程,是因为这类应用需要处理很多个国家不同语言文字的字符以及字符串,因而用户接口十分复杂,是由於在这些应用中需要很大的查找表,并且把数据记录下。μPSD3200系列中的闪速存储器的存储容量高达288KB,分为两个阵列,一个是主存储阵列,另一个辅助存储阵列。在μPSD32x3中,主存储阵列的存储容量是128KB,而μPSD32x4的主存储阵列的容量是256KB。辅助存储阵列的存储容量是32KB。这两个存储阵列相互之间是完全是独立的,就是说,8032可以从一个存储阵列读出,与此同时擦除另一个存储阵列并且写入。
  这两个存储阵列既可以存放程序,也可以用来存放数据。此外芯片上还有存储容量为8KB和32KB的SRAM的产品。在μPSD323x中,SRAM的存储容量是8KB,而在μPSD325x中,SRAM的存储容量是3KB。如果在外面接一只电池,这只电池便自动地成为SRAM的後备电池。μPSD325x器件中存储容量为32KB的SRAM完全可以作为大量数据的缓冲器,用於在USB和UART总线上进行高速数据传送,并且存储大量的变量。没有其他的使用闪速技术的8位微控制器有这麽大容量的SRAM。
  两个闪速存储器和支持IAP的解码PL
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