FPGA控制NOR型FLASH读写实战与原理解析

"FPGA对FLASH读写控制的实践与理解" 在嵌入式系统中，对FLASH存储器的读写控制是一项基础且重要的任务。FLASH作为一种非易失性存储器，因其可多次擦写、容量大、速度快等特点，广泛应用于各种嵌入式设备的程序存储和数据存储。本文将详细介绍如何通过FPGA实现对NOR型FLASH的读写控制，并通过一个简单的实例验证其功能。 首先，我们需要了解NOR型和NAND型FLASH的基本特性。NOR型FLASH支持XIP（Execute In Place），允许代码直接在存储器内执行，适用于存储操作系统和程序代码。而NAND型FLASH则以其高存储密度和快速的写入、擦除速度著称，更适合大量数据的存储。Am29lv160DB是一款常见的NOR型FLASH，具备小体积、大容量、长久数据保留以及快速读取等优点，但其写入和擦除操作相对较复杂。 Am29lv160DB的内部结构包括多个扇区（Sector），每个扇区包含多个块（Block），数据的擦除以块为单位，写入以字节或字为单位。在进行写操作时，需要遵循特定的指令序列，例如先写控制字，再进行数据写入。擦除操作同样需要遵循特定指令，如CHIP ERASE或SECTOR ERASE。 为了验证FPGA对FLASH的读写控制，我们可以设计以下步骤： 1. 擦除操作：首先执行CHIP ERASE指令，对整个FLASH进行全局擦除。此操作需要满足特定的时序要求，确保所有数据被清除。 2. 写操作：在擦除操作完成后，通过写指令向指定地址写入数据。由于NOR型FLASH的写入操作较为复杂，需按照指令序列进行，每写入一个字节或字可能需要一定时间。 3. 读操作：接着，使用读取指令从同一地址读取数据，以验证写入是否成功。 4. 验证：比较写入和读出的数据，如果一致，则说明读写操作正确无误。通常，可以通过点亮或熄灭FPGA上的LED灯来直观展示结果。 在实践中，FPGA会通过SPI、QSPI或并行接口与FLASH通信，实现上述操作。设计FPGA逻辑时，需考虑到控制信号的时序、握手协议以及错误处理机制，确保读写过程的稳定性和可靠性。 理解和掌握FLASH的读写控制对于嵌入式系统的设计至关重要。通过FPGA实现对NOR型FLASH的控制，不仅可以验证硬件设计的正确性，还能为实际应用打下坚实的基础。在进行实际项目时，还需要考虑电源管理、错误检测与恢复、以及与CPU或其他外设的交互等因素，以实现更高效、可靠的系统设计。