非易失性存儲器在消費電子應用中的燒錄方法研究

滿佳喜

摘 要： 隨著電子技術的不斷發展，存儲器在電子系統中被大量使用，非易失性存儲器作為一類掉電后數據不丟失的存儲器，在消費電子領域得到了很廣泛的應用，而非易失性存儲器的數據燒錄是系統應用中必然要面對的問題。本文對非易失性存儲器的燒錄方法進行探討，介紹多種非易失性存儲器的燒錄方式并進行差異對比，通過非易失性存儲器燒錄方法的研究，有利于在不同的電子應用中選擇更加合理的燒錄方式從而達到成本和效率的最優。

關鍵詞： 非易失性存儲器；消費電子；燒錄方法

1.非易失性存儲器介紹

存儲器是信息技術中用來存儲信息的載體，廣義上來說，只要能保存二進制數據的都可以稱為存儲器。按照電子系統掉電后存儲器內部所存儲的數據是否能保持不丟失，存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲器。隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展，我們正邁向一個信息社會。信息社會離不開信息的存貯，而人們在不斷地探索存貯新技術，形成了品種繁多的存儲器家族，其中半導體非易失性存儲器（Non-Volatile Memory）因其具有掉電仍能保持信息的特點而成為存儲器家族的熱門領域。

消費電子是指提供給日常消費者生活中使用的電子產品，是一種與消費者的生活、工作和娛樂都息息相關的電子類產品，主要側重于個人消費。隨著電子技術的發展，消費電子所涉及的產品領域和行業越來越豐富。

消費電子類產品一般都至少包含嵌入式處理器和存儲介質，而存儲介質往往既包含易失性存儲器，也包含非易失性存儲器，其中非易失性存儲器常用來存儲系統程序、配置數據等。目前市面上常用的非易失性存儲器代表是Flash存儲芯片，Flash存儲器是20世紀80年代末逐漸發展起來的新型半導體非易失性存儲器，具有結構簡單、高密度、低成本、高可靠性和在系統電可擦除可編程等優點。作者所在的公司復旦微電子集團是國內知名的芯片供應商，其中非易失性存儲器產品線是公司主要產品線之一，公司擁有豐富的Flash設計經驗，多年來長期供應Flash存儲器芯片，產品具有高可靠性及高安全性，應用范圍涵蓋了音視頻設備、手機、移動外設、PC/Notebook、網通產品、顯示面板、攝像頭、辦公設備及工控產品等，典型產品如FM25F04A是一款4Mbit容量的Flash存儲芯片。

2.非易失存儲器燒錄方法

122.1預燒錄

預燒錄是指存儲器芯片在焊接到電路板之前先將需要存儲到芯片中的數據寫入到芯片中，該燒錄操作通過市面上的通用編程器都可完成，如西爾特、岱譜、河洛、艾科等品牌的通用編程器。

通用編程器僅用來燒錄，沒有別的應用功能，可以針對燒錄進行專門的設計優化，因此往往效率比較高，即使對于大容量的存儲器也能在短時間內完成燒錄，實際使用岱譜的SF600編程器燒錄FM25F04A可以在2秒內完成。采用預燒錄的方法需要采購通用編程器，有一定的硬件成本，但燒錄軟件一般都由編程器廠商提供，用戶無需專門開發燒錄軟件，因此該燒錄方法無額外的軟件開發成本。另外，在消費電子大規模的生產應用上，為滿足自動化生產需求，目前通用編程器廠商還專門開發了多工位、自動拆編帶進料燒錄后再編帶等更高效率的燒錄系統，可以大幅度的提高生產效率。

預燒錄方法有一定的劣勢，如果在存儲器芯片焊接到電路板以后，發現某片存儲器芯片的數據不正確，那么要重新燒錄時則需要將芯片先從電路板上拆下，再進行燒錄，然后再重新焊接到電路板上，返工成本較高，靈活性較差，尤其對于一些結構件不便拆卸的應用，預燒錄方法則不推薦使用。

預燒錄方式對于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個存儲器芯片燒錄的數據一致，如程序存儲數據等。

2）存儲器芯片采用較大的便于手工操作的封裝，如DIP（Dual In-line Package雙列直插式封裝）、SOP（Small Outline Package？小外形封裝）等封裝形式。

2.2在線燒錄

在線燒錄（ICP：In Circuit Program）是指將存儲器芯片先焊接到電路板上，然后通過電路板上預留的燒錄接口或燒錄觸點連接外部的通用或者專用編程器進行燒錄，該方法需要采購或設計專用編程器，且需要設計與電路板對應的工裝，且每條產線都需要配備一套編程器和工裝，因此硬件成本相對較高。該燒錄方法如果使用通用編程器則無需開發軟件，但如果使用自行設計的專用編程器，則有一定的軟件開發成本。

由于在線燒錄一般也是連接外部的通用編程器或者專用編程器，而編程器可以針對性的對燒錄速度專門進行優化，因此效率會比較高。

對于在線燒錄方法，如在生產過程中發現存儲器芯片所燒錄數據不正確，只需要重新進行在線燒錄即可，無需將芯片從電路板上拆下，靈活性比預燒錄要強，但如果已安裝外殼，那么要重新燒錄的話就需要拆除外殼才能進行，所以靈活性有一定的局限。

在線燒錄對于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個存儲器芯片燒錄的數據存在差異，如顯示器控制主板存儲器芯片中存放的配置參數等，每塊主板在生產中需要根據生產設置燒錄特定的數據。

2）電子產品電路板有放置燒錄接口或燒錄觸點的空間，電路板尺寸不能太小，如顯示器控制主板、電腦主板等電路板尺寸相對較大，應用中就符合該條件。

2.3在系統燒錄

在系統燒錄（ISP：In System Program）是指將存儲器芯片焊接到電路板上，但并不是通過電路板上預留的燒錄接口或燒錄觸點對存儲器進行燒錄，而是通過電子系統本身對外的通訊接口先與嵌入式處理器進行通訊，然后通過嵌入式處理器對存儲器發送燒錄指令的方式進行數據燒錄。

在系統燒錄方法需要先將數據通過電腦控制端傳輸給嵌入式處理器，然后通過嵌入式處理器發送讀寫指令完成對存儲器的燒錄，數據的傳輸、嵌入式處理器的操作都會影響燒錄的效率，因此在系統燒錄的效率較低。

在系統燒錄方法無需額外采購諸如編程器的硬件設備，因此硬件成本最低，但該方法需要額外開發嵌入式處理器所對應的存儲器讀寫驅動程序和對應的電腦控制端應用軟件，因此軟件開發成本最高，由于該方法即使在電子產品加工完成后也能方便的進行數據燒錄，靈活性方面是最強的。

在系統燒錄對于如下的燒錄需求比較適合：

1）每個存儲器芯片燒錄的數據存在差異，如藍牙應用中的MAC（Media Access Control媒體訪問控制）地址和CCM（CameraCompact Module攝像頭模組）應用中的配置參數，每個電路板上所使用的存儲器芯片中存儲的數據都不一樣，每次燒錄操作都需要更新待燒錄的數據文件。

2）電子產品的電路板較小，不便設置外部燒錄接口或燒錄觸點，如藍牙耳機主板、攝像頭模組主板等電路板尺寸較小，應用中就符合該條件。

2.4燒錄方法對比

綜合來看，三種燒錄方法各有優劣，從效率、成本、靈活性上對比如下：

3.總結

在消費電子應用領域，非易失性存儲器芯片是常用的存儲介質，而對存儲器的燒錄方法多種多樣，通過本文的介紹，可以發現不同的應用中所適用的燒錄方式也不一樣，只有選擇最合適的燒錄方法，才能在生產成本、生產效率和維護靈活性上達到最合理。■

參考文獻

[1] 潘立陽 朱鈞 . Flash存儲器技術與發展 . 《微電子學》，2002，32（1） ： 1 - 2.

[2] 復旦微電子FM25F04A技術手冊，http：//www.fmsh.com/286ead6f-6a37-bcda-6edb-8ac2d0e2425c/