摘 要：本文介绍了一种以tms320c54x为核心的移动存储终端，终端中使用nand flash作为存储器件。讨论了tms320c54x对nand flash的编程以及接口设计。
关键词：dsp；nand；flash

引言
移动存储终端包括手机、掌上电脑、pda和数码相机等手持设备及各种信息家电。在这类产品中既要结合存储功能，又需要具备一定的信号处理能力，因此基于dsp芯片的设计方案成为这些产品的主流方案。同时，为了降低产品成本，采用具有较高容量/价格比的nand flash存储芯片也成为移动存储设备的首选。本文介绍在基于tms320c54x的移动存储设备中，nand flash的设计和应用。

系统构成
本系统以tms320c5409作为核心芯片，完成控制和信号处理功能。使用两块内存芯片：intel公司的4mb flash芯片28f004b3存放系统的启动代码，采用samsung公司的nand flash芯片作为用户数据的存储芯片。
tms320c5409
tms320c5409是一款定点dsp芯片，其主要应用是无线等通信系统。它的主要特点包括：(1)运算速度快。(2)具有优化的cpu结构。(3)具有低功耗方式。(4)具有较多的智能外设。除了标准的串行口和时分复用(tdm)串行口外，还提供了自动缓冲串行口bsp和与外部处理器通信的hpi(host port interface)接口。bsp可提供2k字数据缓冲的读写能力，从而可以降低处理器的额外开销，即使在idle方式下，bsp也可以全速工作。hpi可以与外部标准的微处理器直接接口。同时，还具有i/o口等控制信号。
nand flash
在移动存储设备中，由于nand的存储容量大，因此得到了广泛的应用。本系统采用samsung公司的nand flash芯片k9f5608u0m-ycb0进行存储。该芯片存储容量为32mb，其中主数据区为32mb，辅助数据区为1mb，工作电压为2.7~3.6v，i/o端口宽度为8位。
nand flash芯片的内存按页和块的结构组织，其中每个数据页内有528个字节，前512个字节为主数据存储器，存放用户数据，后16个字节为辅助数据存储器，存放ecc代码，坏块信息和文件系统代码。每个数据块包含32个页，一片k9f5608u0m包括2048个块。
nand flash芯片内有一个容量为528字节的静态寄存器，称为页寄存器，用来在数据存取时作为缓冲区使用。编程数据和读取的数据可以在寄存器和存储阵列中按528个字节的顺序递增访问。当对芯片的某一页进行读写时，其数据首先被转移到该寄存器中，通过这个寄存器和其它芯片进行数据交换，片内的读写操作由片内的处理器自动完成。
nand flash的接口引脚分为三类：数据引脚、控制引脚和状态引脚。其中数据接口高度复用，既用作地址总线，又用作数据总线和命令输入接口。本系统采用的芯片有8个i/o数据引脚(i/o1~i/o8)，用来输入/输出地址、数据和命令。控制nand flash的控制引脚有5个，其中cle和ale分别为命令锁存使能引脚和地址锁存使能引脚，用来选择i/o端口输入的是命令还是地址。/ce、/re和/we分别为片选信号，读使能信号和写使能信号。状态引脚r/b表示设备的状态，当数据写入、编程和随机读取时，r/b处于高电平，表明芯片正忙，否则输出低电平。

系统连接及配置
tms320c5409具有16根数据总线和23根地址总线，可以对memory和i/o口进行扩展。由于nand flash的存储速度较慢，因此使用i/o空间对其进行访问。cle和ale 分别由地址线a1和a0控制，nand flash对应的映射地址如表1所示。
dsp采用xf作为nand flash的片选信号。状态输出信号r/b与bio相连，作为dsp对nand flash的状态监控。dsp与nand flash的连接关系如图1所示。
由于nand flash中的程序无法直接运行，因此需要将程序代码存储在其它芯片中。系统采用intel flash芯片28f004b3作为boot区域使用，按照扩展memory对其进行访问。连接关系也如图1所示。
系统启动时，c5409芯片的boot流程将flash芯片28f004b3中的可执行代码搬移到片内ram中，然后在dsp片内运行程序。上电后自动进入读模式状态，利用xf作为控制引脚对nand flash进行片选，可以根据系统的各种请求读写用户数据。

读写控制的实现
nand flash主要用于大块的数据存储，因此数据读写都是基于页的。在程序中，由于nand flash的宽度为8 bit，因此dsp进行读写时只利用c5409数据线的低8bit。对于nand flash而言，通常只处理其主数据区的512个字节，辅助数据区不使用。在以文件为基础的存储产品中我们需要对辅助数据区进行处理。同时由于nand flash允许芯片中存在坏块，因此在读写时需要绕过。
本系统使用nand flash的基本操作有以下三种：读一页数据，写一页数据，块擦除。在这几种方式下，每次的地址配置，其页内地址a0~a7均为0，a9~a24选定所在的页。
dsp读数据时，首先置低xf，对nand flash进行片选，然后向i/o端口0x0001发送read命令，配置完read命令后，向i/o端口0x0002发送地址信号，对地址进行选定。此后从i/o端口0x0000连续进行512个字节的读操作，完成对整个页的读取。最后拉高xf。
dsp写入nand flash的操作也以页为基本单位，首先置低xf片选nand flash，然后