基于存储器SST39VF080的多通道数字信号源的设计

基于存储器SST39VF080的多通道数字信号源的设计基于存储器SST39VF080的多通道数字信号源的设计摘要：介绍了SST公司新一代Super Flash型存储器SST39VF080的性能、结构特点及其使用方法;利用FPGA设计SST39VF080的读、写和擦除操作的控制时序;结合实际应用,设计多通道数字信号源系统。该信号源可以通过微机串口对存储器进行操作,并且同时输出6路16位的数字信号,每路的存储容量为2兆字,可以满足雷达信号处理机等设备的调试用。关键词：Super Flash;多通道数字信号源;FPGA 引言 SST39VF080是SST公司的新一代...

基于存储器SST39VF080的多通道数字信号源的设计摘要：介绍了SST公司新一代Super Flash型存储器SST39VF080的性能、结构特点及其使用方法;利用FPGA设计SST39VF080的读、写和擦除操作的控制时序;结合实际应用,设计多通道数字信号源系统。该信号源可以通过微机串口对存储器进行操作,并且同时输出6路16位的数字信号,每路的存储容量为2兆字,可以满足雷达信号处理机等设备的调试用。关键词：Super Flash;多通道数字信号源;FPGA 引言 SST39VF080是SST公司的新一代多功能型闪速存储器（Multi-Purpose Flash）,可方便地应用于嵌入式系统的电路设计中。它适用于需要程序在线写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合,其基于Super Flash技术的CMOS电路设计可以在降低功耗的同时显著提高系统的稳定性。该芯片还有多种数据保护措施 ,并有40管脚的TSOP（10mm×20mm）封装形式和48圆孔的TFBGA（6mm×8mm）封装形式,使得电路设计更加灵活。另外,芯片字节写入速度可达20μs,满足绝大多数场合,是一种高性能的存储器。结合实际应用,本文介绍一种基于存储器SST39VF080的多通道数字信号源的设计。这种信号源设计巧妙、存储数据擦写简便,可以满足雷达信号处理机等设备的调试用。 SST39VF080的结构与性能 SST39VF080的总体性能（1）访问时间70ns 或90ns; （2）编程电压2.7-3.6V; （3）存储空间1MB; （4）快速擦除和字节编程; （5）锁存地址和数据功能; （6）具有内部擦除或写入操作完毕的状态标志位; （7）低使用功耗：工作电流15mA,待机电流4μA; （8）高性能的使用寿命：可擦写大于100,000次,数据保存时间大于100年; （9）有三种擦除方法：扇区（4kB）擦除,块（64kB）擦除和整片擦除。 SST39VF080的数据保护 SST39VF080具有硬件和软件两方面的数据保护,防止其内容免遭意外改写,数据保护采取如下措施：（1）防止噪声/短时脉冲波形干扰的保护：如果WE#或OE＃的有效脉宽小于5ns,将不能进行写操作; （2）电源过低的保护：如果电压跌到1.5V以下,编程操作被封锁; （3）抑制写模式的保护：要进入写周期,只有当CE,OE,WE 同时满足要求才能进入编程状态; （4）软件保护。 SST39VF080编程 SST39VF080的编程是以字节为基础的。编程包含三个步骤：第一步加载软件数据保护规定的三个字节的命令字;第二步加载要写入字节所对应的地址和数据,这个过程中,地址在CE#或WE＃中后发生的下降沿到来时被锁存而数据在CE#或WE#中先发生的上升沿到来时被锁存;第三步第四个WE#或CE＃中先发生的上升沿到来时激发内部程序操作。其基本写时序图见图1、读时序见图2。图1中TBP最大为20μs即可完成一个字节的写操作;TWP最小为40ns,写允许（WE）才有效。图1、图2中的其他标号此处不再详述。多通道数字信号源设计及综合说明为了给雷达信号处理机等设备的调试提供足够的回波数据,要求存储器的容量要大。而SST39VF080非常适用于需要非易失性数据保护的系统,尤其在数据量比较大的场合,它的使用非常方便,所以此设计选择使用SST39VF080。本次设计的信号源可以同时输出6路16位的数字信号,每路的存储容量为2兆字,可以满足雷达信号处理机等设备的调试。其主要由一片FPGA（EP1C6Q240C8）和12片SST39VF080构成,电路大体连接图如图3所示。5路数据通道的回波信号各包含交替出现的16位的实部和16位的虚部组成的一批数据,而每片SST39VF080只有8位数据线,因此两片FLASH并成一组（一片交替存储高8位实部和虚部的数据,另一片交替存储低8位实部和虚部的数据）,共需要10片,另外给了一路备用通道所以总共需要12片。在MATLAB中产生好的回波数据,通过软件SSCOM向计算机串口[2]连续发送,FPGA按照串口协议进行接受。同时FPGA编程产生FLASH的控制信号和相应的地址数据信号。对FLASH编程完成后,FPGA直接读取数据送到210芯接口上。用VHDL语言设计多通道数字信号源的综合程序流程图见图4。 FPGA对计算机串口发送来的数据进行连续的接收并发送给单片FLASH的写程序时序仿真结果如图5所示。图5中给出了写入5个字节有效数据时片选、读信号、写信号、数据线地址线信号和一些控制接收和发送字节的控制信号的仿真结果。图6 是图5中第一个写入字节时序仿真图的局部放大图。 SST39VF080使用注意事项 SST39VF080作为一种闪速型的存储器,在硬件电路设计中,只要读写信号和片选信号配合正确,一般不会出现时序方面问题。虽然此次设计,读、写信号是复用的,但片选和数据线是分开的,其对数据的存储是在芯片选通的基础上,通过调用相应的写子程序完成的,一般不会出现写错片子的问题。这里需要注意的有以下几个问题：（ 1 ）在片擦除原有数据或写入字节时SST39VF080都需要调用其指定的特殊指令,这些指令的地址由地址线低15位确定,这时高位地址线的电平最好设为固定的逻辑电平“0”或“1”。（2）在字节写入程序操作完毕后,可延时几个ms,用通过串口编写的读程序再将几个写入的数据读回到应用软件SSCOM窗口与原值比较,以保证数据正确存入。要验证大批数据的正确性,可用逻辑分析仪采集接口上读出来的数据与实际数据进行验证。（3）SST39VF080的后缀有-70和-90两种,其意义为对应的访问时间分别为70ns和90ns。结束语 SST39VF080闪速存储器的外围接口电路简单,读写速度快、功耗低,是新一代Super Flash型存储器。对于存储数据容量较大且需要掉电保存的场合,SST39VF080型存储器相对其他类型存储器成本较低,适宜推广使用。这种基于SST39VF080设计的多通道数字信号源可以满足一般雷达信号处理机等设备的调试使用。

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