隨著電子技術飛速發展，智能電子產品隨處可見，如PC機、移動電話、PDA、數碼相機、游戲機、數字電視等，而諸如此類的電子產品的核心器件往往離不開存儲器。無論是從存儲器的物理結構、存儲容量、數據讀寫速度、可靠性、耐用性，還是產品的實用性方面。其種類繁多。然而由于種種原因，越來越多的電子產品采用數據傳輸快、容量大的NAND型Flash存儲器。雖然NAND型Flash具有許多優點，但其有隨機產生不可避免的壞塊，如果不能很好解決該壞塊將導致高故障率。因此，這里提出一種基于DSP的Flash存儲器壞塊自動檢測系統。

1 系統設計方案

圖l為Flash存儲器壞塊自動檢測系統結構框圖。
 

本系統設計采用AT89C51自動檢測NAND型Flash存儲器的無效塊，獲取Flash存儲器的壞塊信息，為后續數據存儲做準備。本系統設計包括硬件電路和配套軟件設計2部分。其硬件電路主要由單片機、控制、顯示和存儲器4部分組成，其中單片機部分采用常規的最小系統電路；控制部分由按鍵和單片機的外部中斷組成，按鈕通過電阻與接地端相連，而復位鍵則與電源端相連；顯示部分采用單片機的P0和P1端口控制8位七段共陽極數碼管，位選通端由P2端口控制數據端由Pl控制；存儲器部分與單片機相連，由于存在電平差異，所以需加電平轉換器74LVX42-45，可將由單片機輸出的5 V電壓轉到3 V，并將由Flash輸出的3 V電壓轉到5 V，其轉換方向便于控制。而軟件設計部分采用單片機C語言編寫程序，當數據存儲到單片機后，用一個循環語句將其放到數組里，這樣可以通過改變某一變量實現上下查詢。則將這個變量的改變放在外部中斷程序中。

2 硬件電路設計

硬件電路設計由于選用的51單片機是TTL器件，而所要檢測的NAND型Flash存儲器是CMOS器件，這2種類型器件的電平不相匹配，因此需增加電平轉換器74154245，從而實現電壓的5 V與3 V的雙向轉換。

2．1 單片機的連接

為了方便讀圖，該系統設計的電路原理圖中的許多導線連接都采用網絡標號的方法，而標號的命名基本采用引腳名稱。單片機的P1端口的位操作控制Flash的控制端，P0端口作為單片機和Flash的地址和數據傳輸端口。其中數據的流向采用P1．6和P1．7控制，要讀取Flash的數據時，如讀ID時，先對單片機的P1端口位操作，依照時序設置控制字，接著由單片機的PO端口輸出讀取ID的命令，然后設置寫地址的控制字，輸入地址00H。讀狀態時，連續的RE脈沖可輸出ID代碼。頁讀取操作與此類似。圖2為單片機電路連接圖。

2．2 Flash存儲器的連接

K9K8G08UOM是采用NAND技術的1 GB大容量、高可靠、非易失性Flash存儲器，具有高密度、高性能特點。其無效塊定義為包含有一個或更多無效字節，且其可靠性不能被保證，則無效塊中的信息稱為無效塊信息。和所有的有效塊一樣，它具有相同的AC和DC參數，一個無效塊不會影響有效塊的運行，因為它有相應獨立的指令資源依靠選擇晶體管，該系統設計必須通過地址掩蓋其無效塊。第l塊(地址是OOh)為了保證是有效塊，不要求糾錯l K編程／擦除周期。

除了先裝載好的無效塊信息，所有器件的存儲單元都被擦除，無效塊狀態定義在空余區域的第1個字節。在每塊第1頁2 048字節的列地址中沒有FFh。很多情況下，無效塊信息也是能擦除的，一旦擦除，它不可能恢復其原有信息。因此，系統必須在原來無效塊的信息基礎上認識無效塊。該系統設計就是通過讀每塊的第1頁判定該塊是否為無效塊。

依據該Flash器件數據資料中各個引腳的功能，設計Flash的電路連接，圖3只給出K9K8G08UOM部分所用引腳，電路中Flash的控制端經電平轉換器后與單片機的Pl端口相連，而I／O端口經電平轉換器與單片機的P0端口相連。
 

2．3 74LVX4245電平轉換器

74LVX4245提供5 V和3 V之間轉換的8位雙向電平轉換器。該器件的T／R引腳控制數據流向。發射端使數據由A端到B端，而接收端使數據由B端到A端。A端接5 V總線，而B端接3 V總線，如圖4所示。
 

2．4 數碼管

采用共陽極數碼管動態顯示方式。為了提高驅動能力，采用三極管驅動，用P2端口的低電平對數碼管進行位點亮，P0端口輸入要顯示的字符。本系統設計時，第l位和第2位顯示第幾個壞塊，后3位顯示無效塊地址。

3 系統軟件設計

采用μVision2集成開發環境，μVision2支持8051的所有Keil工具包，其中包括C編輯器、宏匯編器、鏈接器，定位器和目標文件至HEX格式的轉換器。系統軟件設計，即單片機代碼設計通?？刹捎脜R編語言或C語言。圖5是無效塊判斷的主要流程。
 

本設計中軟件核心部分是存儲器的頁讀取函數。函數中定義無符號整型變量賦值2 048，依據頁讀取的時序，先將讀指令00H由函數Writ-eCommand寫入Flash的命令寄存器，接著由WriteAddress函數將4個周期的地址寫入Flash的地址寄存器，再由WriteCommand函數將讀命令30H寫入Flash指令寄存器，延時后讀狀態的控制字的設置，在2 048個讀信號脈沖中讀取緩存數據。該函數完整源程序代碼如下：
 

4 結論

本設計滿足系統設計要求，能夠實現對Flash存儲器的ID號的讀取，準確讀取存儲器無效塊的數目和相應的物理地址，通過功能按鈕實現對無效塊地址的上下查詢。將存儲器換成fLash后可以很好地檢測器件的無效塊的分布情況?？梢猿蔀檫x擇性能更好的器件工具，同時還可準確獲取無效塊地址，為以后數據存儲打好基礎。