摘要：Flash儲存器具有應用成本較低、儲存速度較快、支援重複擦寫功能，是目前很多嵌入式系統開發中不可缺少的重要內容。Flash程式設計方法的應用與系統開發進度、成本息息相關，因此，本研究主要以嵌入式系統為例，對Flash的程式設計方式進行分析，並介紹了新型Flash模式，力求程式設計質量與水平能夠得到顯著提升，使該技術在更多系統中得到廣泛應用。
關鍵詞：嵌入式系統；Flash程式設計；Flash儲存器
21世紀作為資訊時代，網路技術、智慧產品層出不窮，滲透到社會生產與生活的方方面面。其中，嵌入式系統應用範圍較廣、可靠性較高、應用成本較低，在行動通訊、自動化控制領域中得到普遍應用。在系統開發過程中，為保障系統程式可以反覆載入，對內建儲存器的要求較高，而Flash具有成本低、儲存快、可重複擦寫特徵，因此，成為嵌入式系統中不可缺少的重要部分。
1嵌入式系統的Flash程式設計方法
在現實應用中，應用頻率較高的Flash程式設計方法包括編輯器程式設計、普通介面程式設計與JTAG程式設計三種。
1.1編輯器程式設計
為實現Flash程式設計，專門開發和設計了編輯器，通過配套使用，便能將指令或資料寫入其中。該方式較老舊，對實施條件的要求也較嚴格，必須保障晶片在焊接到電路板之前進行，等到程式設計結束以後再進行焊接。目前，較常見的編輯器型別有LABTOOL-48、SUPERPRO/V等。程式設計器程式設計的主要優勢在於使用較便利，且程式設計效率較理想，十分適宜DIP封裝的Flash晶片。
1.2普通介面程式設計
在實際應用過程中，嵌入式系統為充分發揮作用，通常會在硬體設計中加入一些外圍介面，這些介面包括串列埠、USB、網路介面等。而在Flash程式設計中，便可以藉助這些介面、串列埠直接實現。介面程式設計的方式與JTAG程式設計相比，沒有對特殊介面進行要求。
1.3JTAG程式設計
JTAG作為嵌入式除錯技術，其介面標準為IEEE1149.1，主要應用於邊界掃描與埠測試中。同時，採用JTAG介面不但能夠完成測試操作，還可以實現對嵌入式系統中的`Flash程式設計。在實際應用過程中，對JTAG進行程式設計操作應藉助介面模擬器，將目標機與宿主機聯絡起來。在目標機上，將處理器與Flash匯流排相互連線，再借助宿主機中的既定程式，將資料、指令與控制訊號均傳送到JTAG介面晶片中。這時，處理器中將會接收到JTAG傳遞過來的資訊，並按照Flash晶片進行程式設計，將接收到的資訊寫入其中，完成最終程式設計操作。與編輯器程式設計、普通介面程式設計方式相比，JTAG程式設計技術更為簡便，無需對晶片焊接流程進行嚴格規定，只需藉助JTAG藉口線與模擬器便能完成測試，因此，嵌入式系統中Flash程式設計得到了廣泛應用[1]。
2通過JTAG介面實施Flash程式設計的例項分析
在某專案開發設計過程中，採用JTAG介面完成Flash程式設計。在該設計過程中，JTAG的電纜與主機並口相互連線，另一側連線到電路板中的JTAG插座上，再與處理器PowerPC405EP相連，Flash需要經過匯流排與處理器相連。在上述連線完畢以後，Flash無需具備JTAG介面，使用範圍也更加廣闊。在對Flash進行程式設計的過程中，PowerPC405EP由主機軟體進行控制，利用其模擬Flash的程式設計時序，便能對Flash進行程式設計。
2.1硬體配置
第一，JTAG下載電纜設計。在JTAG介面標準的基礎上，對訊號邏輯電平中傳輸要求、資料、傳輸方向等進行綜合考慮，最終選擇採用並口標準與介面並行的模式，二者間關係如下：PC並口中管腳2的功能為D0；管腳3的功能為D1；管腳4的功能為D2；管腳5的功能為D3；在JTAG介面中，管腳TDI的功能為資料輸入；TCK的功能為時鐘；TMS的功能為模式選擇；TRST的功能為復位；TDO的功能為資料輸出。第二，嵌入式處理器PowPC405EP。在本系統設計中，採用的處理器為IBMPowPC405EP，屬於一款32位、RISC指令集處理器，其效能較為良好，集嵌入式軟核、外圍裝置系統SOC於一體。通過資料手冊進行描述，得知BSR的長度與指令程式碼等內容，具體如下：指令Bypass，程式碼1111111；指令Extest，程式碼0000000；指令Sample，程式碼1111010。第三，Flash。在本系統設計中，使用的Flash為富士通SPANSIONMBM29DL，工作電壓為3V，使用者在使用之前，需要將特定地址寫入到對應的指令序列中，便可以將其啟動，使其在自動化下完成指令，包括復位、自動選擇、擦除、程式設計等[2]。
2.2軟體配置
程式設計演算法可以劃分為兩個內容，一是寫入程式設計命令序列，二是資料驗證，本文只對前者進行研究。寫入程式設計命令序列需要經過四個週期完成，前兩個週期屬於解鎖週期，將AAh寫入到55h中，再將55h寫入到地址2AAh中，在第三個週期中，將A0h寫入到0555h中，在第四周期中對地址與資料進行程式設計，Flash將自動完成程式設計命令。在第一週期中，使用的Flash資料線為AAh，也就是與Flash相連線的PowerPC405EP中的AAh，這時PerData0位為“0”。從PowerPC405EP的描述中能夠看出，與之相對應的BSC單元號為24，部分源程式為：#definepinTDI1//輸出埠位地址UnsignedcharOutport_State＝0xF5//儲存並口輸出埠狀態的全域性變數writePort(pinTMS,0x00）；sclk（）；//進入Run-Test-Idle狀態；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//進入Select-IR-Scan狀態；writePort(pinTMS,0x00）；sclk（）；//進入Shift-IR狀態；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//開始資料序列輸入，將“0”輸入到24號BSC中；writePort(pinTMS,0x01）；sclk（）；//進入Update-DR狀態，在TCK的下降沿，對24號BSC中的“0”進行驅動，使其傳輸到PerData當中，同時//flash也為“0”。
3新型的Flash程式設計模式分析
在實際應用過程中，由於Flash晶片在很多場景中均可使用，因此，命令集往往不盡相同，對此通常將整個程式設計模式劃分為四個部分：最下層為硬體適配層，能夠為上層提供讀與寫等基本功能，能夠有效解決軟體程式與硬體匯流排協調問題。第二層屬於Flash適配層，主要作用是為上層提供Flash支援命令集，並通過公共介面發出響應。該層能夠良好解決與Flash相關功能的指令時序與支援作用問題，且還應實現對各類事件與模式的轉移。第三層為功能適配層，具有資料或指令讀寫作用，能夠對Flash命令集進行封裝操作，還可與上層之間相互聯絡。最上層便是適配層，與使用者端相互連線，為使用者提供高階互動介面。此種分層方式能夠為程式設計操作提供極大便利，通過多層結構使高層與底層應用相互隔離，極大提高了程式開發質量，也為使用者帶來了更多功能與豐富的體驗[3]。
4結語
本研究對Flash程式設計方式進行分析，藉助嵌入式系統對Flash進行程式設計，程式設計速度較快、操作簡單、複用率良好，充分符合嵌入式系統的發展趨勢，同時也使系統開發投入成本降低，系統價值得到顯著提高。另外，本文還介紹了一種新型的Flash程式設計方式，希望能夠使其在系統開發中獲得更廣闊的發展空間。
參考文獻
[1]高輝輝.基於PC-MBI模組的Flash程式設計技術研究[J].微控制器與嵌入式系統應用,2015,15(9):7-10.
[2]吳延軍.基於FLASH晶片的加密儲存技術研究[D].廣州:暨南大學,2016.
[3]康向豔.嵌入式路由器中基於NANDFlash啟動技術研究[D].西安:西安電子科技大學,2014.
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