基于SkyEye的MPC5554 片上Flash实现

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。两种 FLASH 具有相同的存储单元，工作原理也一样，为了缩短存取时间并不是对每个单元行单独的存取操作，而是对一定数量的存取单元进行集体操作， NAND 型 FLASH 各存储单元之间是串联的，而 NOR 型 FLASH 各单元之间是并联的；为了对全部的存储单元有效管理，必须对存储单元进行统一编址。

NAND 的全部存储单元分为若干个块，每个块又分为若干个页，每个页是 512byte，就是 512 个 8 位数，就是说每个页有 512 条位线，每条位线下有8个存储单元;那么每页存储的数 据正好跟硬盘的一个扇区存储的数据相同，这是设计时为了方便与磁盘进行数据交换而特意安排的，那么块就类似硬盘的簇;容量不同，块的数量不同，组成块的页的数量也不同。在读取数据时，当字线和位线锁定某个晶体管时，该晶体管的控制极不加偏置电压，其它的 7个都加上偏置电压而导通，如果这个晶体管的浮栅中有电荷就会导通使位线为低电平，读出的数就是 0，反之就是 1。NOR Flash的每个存储单元以并联的方式连接到位线，方便对每一位进行随机存取；具有专用的地址线，可以实现一次性的直接寻址；缩短了FLASH对处理器指令的执行时间。NAND Flash和NOR Flash的各自特点如下图所示：

▲图 1.1  NAND Flash和NOR Flash对比图

MPC5554 Flash 属于Nor Flash。MPC5544 Flash 总容量为2M，划分为64KB页，每页256位。有20个独立的块，每个块的空间设定为15～128KB。硬件支持边读边写，可以在一个块进行擦除的时候读取另外的块。编程模式为并行，支持快速行结束编程。

Flash存储器按照物理实现分割成3个段，低地址段，中地址段和高地址段。每个段可以分割成区，每个区包含了至少两个块。当对分区中的任意一个块进行擦除或写入操作时，该分区所有块都不能进行读取。MPC5554 Flash 存储空间划分图如下所示：

▲图 2.1 MPC5554 Flash分布图

1.擦除操作

1） FLASH_MCR寄存器的ERS位置1。

2） 根据所要擦除的FLASH块，设置FLASH_LMSR寄存器和FLASH_HSR寄存器。

3） 向被擦除的FLASH块所在地址空间的任意地址执行写操作，为擦除锁定写操作。

4） FLASH_MCR寄存器的EHV位置1，启动内部的硬件擦除流程。

5） 等待FLASH_MCR的DONE位置1，DONE位置1表示擦除成功。

2.编程操作

1） FLASH_MCR寄存器的PGM位置1。

2） 向这个FLASH块中第一个待写入的地址写入一个字或一个长字，为编程写锁定。

3） 将后续的编程内容写入到这个FLASH块

4） FLASH_MCR寄存器的EHV位置1，启动内部的硬件编程流程。

5） 等待FLASH_MCR的DONE位置1，DONE位置1表示编程成功。

SkyEye，中文全称天目全数字实时仿真软件，是基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，支持用户通过拖拽的方式对硬件进行行为级别的仿真和建模。

SkyEye目前支持主流的嵌入式硬件平台，可以运行主流的操作系统，此外还能适配国内自主研发的操作系统天脉。通过利用基于LLVM的动态二进制翻译技术，使虚拟处理器在典型的桌面计算机上运行速度可以达到2000MIPS以上。

实现MPC5554 Flash FLASH_MCR等寄存器的读写操作，如下图所示：

▲图 4.1 写FLASH_MCR 寄存器实现图

实现Flash 的擦除，编程操作，如下图所示：

▲图 4.2  Flash擦除实现图

SkyEye中Flash实现gp模型图

▲图 4.3  Flash实现gp模型图