摘 要：闪存器是一种十分有用的器件，M－System公司推出的DiskOnChip 2000系列闪存器是一个既含存储器，又含控制器的新型器件，本文介绍了它的工作原理及其应用。

      关键词：闪存器; 磁盘; DiskOnChip

      1. 概述

      闪存器是一种十分流行的新型器件，种类很多。一般的闪存器(Flash memory)只包含存储器部分，而控制器要另加。M－system公司推出的DiskOnChip 2000系列是新一代闪存磁盘(Flash disk)，为标准32脚DIP封装，如图1所示，它与标准的EEPROM完全兼容。另外还有表面焊接封装(SMT、TSOP－Ⅱ)形式。它将控制器与存储器封装在同一块晶片上，因此不需要任何总线、插槽或联接器，只要有一个标准32脚DIP插座在CPU主板上就足够了，节省了安装费用。这种存储器适用于嵌入式装置及要求高效能而体积小的产品。如Internet网际网络设备，Smart电话等。而且与同容量的一般闪存器价格相同。闪存磁盘单片容量从2MB～12MB，可达72MB，还将有更大容量的产品推出，近期将推出8MB闪存磁盘。多可将四个闪存磁盘并联在一起形成一个大容量闪存磁盘。DiskOnChip可以使系统的写入速度每秒超过400kB，读取速度每秒超过1.2MB，另外，不论往任何方向传输，都可以达到每秒13.3MB的传输速率。它还带具有错误检测/错误修正(EDC/ECC)功能的控制器。支持不同的操作系统，也可以在它不支持的操作系统与根本没有操作系统的环境下工作。

      为了对闪存磁盘进行管理，DiskOnChip中已装有M－System公司的闪存文件系统(TrueFFS)软件。这使得它使用简单，工作中不需要任何其他特殊复杂的算法。它的读/写与硬盘完全相同。因此它可以作为独立硬盘使用，并与其他磁盘兼容，可以直接引导计算机系统而不需要其他系统盘。它适用于3.3V和5V电源，功耗很小，对于那些空间受限，小型便携式装置，DiskOnChip将是选择。

      2. 工作原理

      图2是DiskOnChip 2000的内部方框图。系统接口在主总线信号(读、写、地址和片选)的控制下产生相应的控制信号送入闪存磁盘，其内部的ROM提供一种IPL码，此码在计算机启动过程中将闪存文件系统软件装入PC内存。由于NAND型闪存没有线性地址，因而不能使用机器引导码(boot code)存储器件，所以要使用IPL码。IPL码装入后驱动器将内部寄存器和状态标志寄存器初始化，然后从NAND闪存器中将闪存文件系统软件驱动器装入。闪存控制模块接口与NAND闪存使用M－System的CDSN文件。闪存器可以有若干个，它们可以同装于一个闪存磁盘内。软件通过读ID码自动鉴别闪存器序号和容量，并且计算出闪存磁盘的总容量。

      3. DiskOnChip在DOS，Windows操作系统中的应用

      3.1 功能

      在DOS与Windows两个操作系统中，Diskonchip可以插在标准32脚DIP插座中。它在PC的扩展BIOS中安排了8kB以上的存储区域，其地址为0C000H～0EFFFH。计算机开机自检后，DiskOnChip作为PC的BIOS标准操作的一部分，BIOS搜寻ROM扩展码，找到后BIOS执行闪存磁盘内的初始化码，此码将闪存文件系统软件装入内存。闪存磁盘也将被安装为系统的一个磁盘，然后将传输器控制回到BIOS码。当操作系统要确认适合系统的磁盘时，闪存磁盘软件即模仿一个硬盘作出反应。它可以象其他硬盘一样被系统承认，可以有盘标，即可以作为C盘，或D盘，并且可以用它来直接引导系统。将它作为系统盘C作用时，用户需要按系统盘对它格式化，例如，可以用DOS SYS命令将OS文件考入DiskOnChip。从这点看DiskOnChip完全可以作为标准磁盘驱动器，并适用于任何应用软件，而不需要对BIOS Set－up或autoexec.bat与config.sys进行修改。图3为PC内存图。

      3.2 安装

      DiskOnChip即插即用，安装很容易。安装步聚如下：

      (1) 将DiskOnChip插入标准32脚DIP插座。
      (2) 系统通电。
      (3) 将它作为常规磁盘驱动器，并将应用文件拷入DiskOnChip。
      (4) 如果用它引导系统，将它按系统盘格式化，然后重新开机。

      DiskOnChip已预先格式化，并为即插即用预先编程。另外M－System公司提供检测和格式化的实用软件，它可以对已插入系统的闪存磁盘进行操作，也可以在主板上对闪存磁盘内部的微程序语言进行修改，十分方便。

      4. 在其他环境下的应用

      DiskOnChip可以工作于其他标准操作系统，或者根本没有操作系统的环境。

      4.1 工作于其他标准操作系统

      DiskOnChip可以工作于QNX，PSOS，Vxworks，Windows CE等标准操作系统中，如果上述操作系统在PC兼容的主系统中(如X86CPU和标准BIOS)，其操作过程与在DOS操作系统下相同。

      4.2 工作于无操作系统的环境

      当DiskOnChip工作于它不支持的操作系统或根本无操作系统的环境时，M－System提供了FLite软件，它表示为FAT/FTL－FLite。利用它安装DiskOnChip很方便(见图4)。FLite是一个文件系统和闪存媒体管理器，它针对于需要有文件处理能力和需要传输文件与数据到桌面计算机的应用软件。DOS FAT文件提供了一个PC兼容的文件系统，允许应用软件按PC中通常的读、写方法读写文件，还提供了DOS FAT文件系统执行工具，包括支持子程序。另外它还支持下面一些服务：打开、关闭、读、写、查询、删除、MKdir，RMdir。联接文件和断开文件等。FLife使用工业标准的FTL(快速传输层)格式，它提供了充分的扇区水平的硬盘模仿能力。FLite包含具有简单API的便携源码，即使没有固有的操作系统，使用微处理器也很简便。因此可以使用FLite的范围很宽，包括8bit CPU，如8051；RISC CPU，如SH3和Power PC。

      5. DiskOnChip设计举例

      图5是DiskOnChip设计的例子。例中闪存磁盘在PC内存中所占空间为8k Byte，它也可以兼容更大的内存空间，如32k Byte和64k Byte。图中30脚接Vcc是选项，该设计只支持28脚器件。