非易失性存儲(chǔ)器在消費(fèi)電子應(yīng)用中的燒錄方法研究

滿佳喜

摘 要： 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲(chǔ)器在電子系統(tǒng)中被大量使用，非易失性存儲(chǔ)器作為一類掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)器，在消費(fèi)電子領(lǐng)域得到了很廣泛的應(yīng)用，而非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)燒錄是系統(tǒng)應(yīng)用中必然要面對(duì)的問(wèn)題。本文對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的燒錄方法進(jìn)行探討，介紹多種非易失性存儲(chǔ)器的燒錄方式并進(jìn)行差異對(duì)比，通過(guò)非易失性存儲(chǔ)器燒錄方法的研究，有利于在不同的電子應(yīng)用中選擇更加合理的燒錄方式從而達(dá)到成本和效率的最優(yōu)。

關(guān)鍵詞： 非易失性存儲(chǔ)器；消費(fèi)電子；燒錄方法

1.非易失性存儲(chǔ)器介紹

存儲(chǔ)器是信息技術(shù)中用來(lái)存儲(chǔ)信息的載體，廣義上來(lái)說(shuō)，只要能保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的都可以稱為存儲(chǔ)器。按照電子系統(tǒng)掉電后存儲(chǔ)器內(nèi)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是否能保持不丟失，存儲(chǔ)器分為易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，我們正邁向一個(gè)信息社會(huì)。信息社會(huì)離不開(kāi)信息的存貯，而人們?cè)诓粩嗟靥剿鞔尜A新技術(shù)，形成了品種繁多的存儲(chǔ)器家族，其中半導(dǎo)體非易失性存儲(chǔ)器（Non-Volatile Memory）因其具有掉電仍能保持信息的特點(diǎn)而成為存儲(chǔ)器家族的熱門領(lǐng)域。

消費(fèi)電子是指提供給日常消費(fèi)者生活中使用的電子產(chǎn)品，是一種與消費(fèi)者的生活、工作和娛樂(lè)都息息相關(guān)的電子類產(chǎn)品，主要側(cè)重于個(gè)人消費(fèi)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)電子所涉及的產(chǎn)品領(lǐng)域和行業(yè)越來(lái)越豐富。

消費(fèi)電子類產(chǎn)品一般都至少包含嵌入式處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)，而存儲(chǔ)介質(zhì)往往既包含易失性存儲(chǔ)器，也包含非易失性存儲(chǔ)器，其中非易失性存儲(chǔ)器常用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)程序、配置數(shù)據(jù)等。目前市面上常用的非易失性存儲(chǔ)器代表是Flash存儲(chǔ)芯片，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器是20世紀(jì)80年代末逐漸發(fā)展起來(lái)的新型半導(dǎo)體非易失性存儲(chǔ)器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高密度、低成本、高可靠性和在系統(tǒng)電可擦除可編程等優(yōu)點(diǎn)。作者所在的公司復(fù)旦微電子集團(tuán)是國(guó)內(nèi)知名的芯片供應(yīng)商，其中非易失性存儲(chǔ)器產(chǎn)品線是公司主要產(chǎn)品線之一，公司擁有豐富的Flash設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，多年來(lái)長(zhǎng)期供應(yīng)Flash存儲(chǔ)器芯片，產(chǎn)品具有高可靠性及高安全性，應(yīng)用范圍涵蓋了音視頻設(shè)備、手機(jī)、移動(dòng)外設(shè)、PC/Notebook、網(wǎng)通產(chǎn)品、顯示面板、攝像頭、辦公設(shè)備及工控產(chǎn)品等，典型產(chǎn)品如FM25F04A是一款4Mbit容量的Flash存儲(chǔ)芯片。

2.非易失存儲(chǔ)器燒錄方法

122.1預(yù)燒錄

預(yù)燒錄是指存儲(chǔ)器芯片在焊接到電路板之前先將需要存儲(chǔ)到芯片中的數(shù)據(jù)寫入到芯片中，該燒錄操作通過(guò)市面上的通用編程器都可完成，如西爾特、岱譜、河洛、艾科等品牌的通用編程器。

通用編程器僅用來(lái)燒錄，沒(méi)有別的應(yīng)用功能，可以針對(duì)燒錄進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)優(yōu)化，因此往往效率比較高，即使對(duì)于大容量的存儲(chǔ)器也能在短時(shí)間內(nèi)完成燒錄，實(shí)際使用岱譜的SF600編程器燒錄FM25F04A可以在2秒內(nèi)完成。采用預(yù)燒錄的方法需要采購(gòu)?fù)ㄓ镁幊唐?，有一定的硬件成本，但燒錄軟件一般都由編程器廠商提供，用戶無(wú)需專門開(kāi)發(fā)燒錄軟件，因此該燒錄方法無(wú)額外的軟件開(kāi)發(fā)成本。另外，在消費(fèi)電子大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用上，為滿足自動(dòng)化生產(chǎn)需求，目前通用編程器廠商還專門開(kāi)發(fā)了多工位、自動(dòng)拆編帶進(jìn)料燒錄后再編帶等更高效率的燒錄系統(tǒng)，可以大幅度的提高生產(chǎn)效率。

預(yù)燒錄方法有一定的劣勢(shì)，如果在存儲(chǔ)器芯片焊接到電路板以后，發(fā)現(xiàn)某片存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)不正確，那么要重新燒錄時(shí)則需要將芯片先從電路板上拆下，再進(jìn)行燒錄，然后再重新焊接到電路板上，返工成本較高，靈活性較差，尤其對(duì)于一些結(jié)構(gòu)件不便拆卸的應(yīng)用，預(yù)燒錄方法則不推薦使用。

預(yù)燒錄方式對(duì)于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個(gè)存儲(chǔ)器芯片燒錄的數(shù)據(jù)一致，如程序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。

2）存儲(chǔ)器芯片采用較大的便于手工操作的封裝，如DIP（Dual In-line Package雙列直插式封裝）、SOP（Small Outline Package？小外形封裝）等封裝形式。

2.2在線燒錄

在線燒錄（ICP：In Circuit Program）是指將存儲(chǔ)器芯片先焊接到電路板上，然后通過(guò)電路板上預(yù)留的燒錄接口或燒錄觸點(diǎn)連接外部的通用或者專用編程器進(jìn)行燒錄，該方法需要采購(gòu)或設(shè)計(jì)專用編程器，且需要設(shè)計(jì)與電路板對(duì)應(yīng)的工裝，且每條產(chǎn)線都需要配備一套編程器和工裝，因此硬件成本相對(duì)較高。該燒錄方法如果使用通用編程器則無(wú)需開(kāi)發(fā)軟件，但如果使用自行設(shè)計(jì)的專用編程器，則有一定的軟件開(kāi)發(fā)成本。

由于在線燒錄一般也是連接外部的通用編程器或者專用編程器，而編程器可以針對(duì)性的對(duì)燒錄速度專門進(jìn)行優(yōu)化，因此效率會(huì)比較高。

對(duì)于在線燒錄方法，如在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)器芯片所燒錄數(shù)據(jù)不正確，只需要重新進(jìn)行在線燒錄即可，無(wú)需將芯片從電路板上拆下，靈活性比預(yù)燒錄要強(qiáng)，但如果已安裝外殼，那么要重新燒錄的話就需要拆除外殼才能進(jìn)行，所以靈活性有一定的局限。

在線燒錄對(duì)于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個(gè)存儲(chǔ)器芯片燒錄的數(shù)據(jù)存在差異，如顯示器控制主板存儲(chǔ)器芯片中存放的配置參數(shù)等，每塊主板在生產(chǎn)中需要根據(jù)生產(chǎn)設(shè)置燒錄特定的數(shù)據(jù)。

2）電子產(chǎn)品電路板有放置燒錄接口或燒錄觸點(diǎn)的空間，電路板尺寸不能太小，如顯示器控制主板、電腦主板等電路板尺寸相對(duì)較大，應(yīng)用中就符合該條件。

2.3在系統(tǒng)燒錄

在系統(tǒng)燒錄（ISP：In System Program）是指將存儲(chǔ)器芯片焊接到電路板上，但并不是通過(guò)電路板上預(yù)留的燒錄接口或燒錄觸點(diǎn)對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行燒錄，而是通過(guò)電子系統(tǒng)本身對(duì)外的通訊接口先與嵌入式處理器進(jìn)行通訊，然后通過(guò)嵌入式處理器對(duì)存儲(chǔ)器發(fā)送燒錄指令的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)燒錄。

在系統(tǒng)燒錄方法需要先將數(shù)據(jù)通過(guò)電腦控制端傳輸給嵌入式處理器，然后通過(guò)嵌入式處理器發(fā)送讀寫指令完成對(duì)存儲(chǔ)器的燒錄，數(shù)據(jù)的傳輸、嵌入式處理器的操作都會(huì)影響燒錄的效率，因此在系統(tǒng)燒錄的效率較低。

在系統(tǒng)燒錄方法無(wú)需額外采購(gòu)諸如編程器的硬件設(shè)備，因此硬件成本最低，但該方法需要額外開(kāi)發(fā)嵌入式處理器所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器讀寫驅(qū)動(dòng)程序和對(duì)應(yīng)的電腦控制端應(yīng)用軟件，因此軟件開(kāi)發(fā)成本最高，由于該方法即使在電子產(chǎn)品加工完成后也能方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)燒錄，靈活性方面是最強(qiáng)的。

在系統(tǒng)燒錄對(duì)于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個(gè)存儲(chǔ)器芯片燒錄的數(shù)據(jù)存在差異，如藍(lán)牙應(yīng)用中的MAC（Media Access Control媒體訪問(wèn)控制）地址和CCM（CameraCompact Module攝像頭模組）應(yīng)用中的配置參數(shù)，每個(gè)電路板上所使用的存儲(chǔ)器芯片中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都不一樣，每次燒錄操作都需要更新待燒錄的數(shù)據(jù)文件。

2）電子產(chǎn)品的電路板較小，不便設(shè)置外部燒錄接口或燒錄觸點(diǎn)，如藍(lán)牙耳機(jī)主板、攝像頭模組主板等電路板尺寸較小，應(yīng)用中就符合該條件。

2.4燒錄方法對(duì)比

綜合來(lái)看，三種燒錄方法各有優(yōu)劣，從效率、成本、靈活性上對(duì)比如下：

3.總結(jié)

在消費(fèi)電子應(yīng)用領(lǐng)域，非易失性存儲(chǔ)器芯片是常用的存儲(chǔ)介質(zhì)，而對(duì)存儲(chǔ)器的燒錄方法多種多樣，通過(guò)本文的介紹，可以發(fā)現(xiàn)不同的應(yīng)用中所適用的燒錄方式也不一樣，只有選擇最合適的燒錄方法，才能在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和維護(hù)靈活性上達(dá)到最合理?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 潘立陽(yáng) 朱鈞 . Flash存儲(chǔ)器技術(shù)與發(fā)展 . 《微電子學(xué)》，2002，32（1） ： 1 - 2.

[2] 復(fù)旦微電子FM25F04A技術(shù)手冊(cè)，http：//www.fmsh.com/286ead6f-6a37-bcda-6edb-8ac2d0e2425c/