2.3.5. Flash-пам'ять
Flash-пам'ять представляє собою енергозалежну пам'ять великої місткості, яка відноситься до классу репрограмовуваних ПП, але використовує особливу технологію організації запам'ятовувальних елемнтів.
В цій пам'яті стирання інформації можна організувати по блокам, при чому процесс стирання и зчитування може виконуватись параллельно. Дана пам'ять має ступінь інтеграції на 30% менше, ніж динамічна пам'ять. Володіє низьким споживанням, високою надійністю. Стирання інформації в повному об'ємі виконується за 1-2 сек, а запис блока – 10 мс.
Особливість: внутрішні цикли стирання, запису виконуються незалежно від шинних циклів зовнішнього інтерфейсу.
Перший тип флеш-пам'яті був запропонований Intell в 1988 році. Зараз розроблені 3 покоління флеш-пам'яті. У флеш-пам'яті першого покоління стирання інформації можливе було тілька в повному об'ємі. У флеш-пам'яті другого покоління ЗМ розділявся на ряд блоків різного об'єму, причому один із блоків, який називається блоком завантаження (Boot Sector), мав спеціальні засоби захисту від запису або стирання. Наприклад, пам'ять другого покоління має 2-4-8Мбит, позначається 28F002,28F004, 28F008 (рис. 2.30).
Рис. 2.30 Структура флеш-пам'яті 2-го покоління
Флеш-пам'ять другого покоління могла мати рівноправні, незалежні блоки одного розміру (які називаються симетричними). Особливість: для запису та стирання інформації необхідно було використовувати +12В, при основоному режимі - +5В.
Третє покоління. Запис та стирання інформації можливі не тільки при 12В, але і при 5В. При цьому час стирання и запису збільшується. Режим читання дозволяє зменшення до 3,3В (2,7В). Це режим зниженого енергоспоживання. Відомі схеми флеш-пам'яті з інтерфейсом динамічної пам'яті з послідовним доступом, які дозволяють помістити флеш-пам'ять в корпусі з 8 виводами.
Розглянемо флеш-пам'ять 28F016 – 16Мбіт (рис. 2.31).
Рис. 2.31 Флеш-пам'ять 28F016 – 16 Мбіт
УГЗ представлено на рис. 2.32.
Рис. 2.32 Структурна схема
Де: 16 двонаправлених інформаційних виводів, 21 адресний вхід, CEO, CEI – вібір мікросхеми, ОЕ – дозвіл вихожу, WE – дозвіл запису, WP – блокування запису, BYTE – визначає розмір(8/16), ADV – вибір адреси, R/P –скидання, RY/BY – “зайнято”.
Внутрішня структура: ЗМ даної пам’яті складається з двох банків парних та непарних байтів. Банки діляться на 16 блоків, які адресуються чотирма старшими розрядами, кожен блок включає 2048 розрядів. Крім ЗМ, в склад пам’яті включаються схема адресації, вхідна та вихідна буферні схеми даних, 2 буфери запису загальною місткістю 256 байт, черга даних (ЧД), управління автоматичним записом (УАЗ), командний інтерфейс користувача (КІК), головний регістр стану (ГРС), також є сумісний регістр станів та 16 розрядів станів блоків.
За допомогою управляючих слів можна виконувати команди: читання, підготовка до стирання блока, призупинення/продовження стирання при читанні з інших блоків, підготовка до програмування, програмування флеш-пам’яті, перехід в режим зниженого енергоспоживання.
Пам'ять допускає для 1-го покоління – 10,000 циклів перезапису,
2-го – 100,000 циклів перезапису,
3го – 1млн.циклів на блок.