英创信息技术工控主板支持铁电存储器方案

英创公司的ARM9 系列工控主板产品，对数据的记录均采用了基于NandFlash的文件系统，但在实际应用中，客户经常需要频繁的记录一些小块的重要数据，同时要求数据在掉电情况下不丢失，这时如果采用文件系统就不能完全满足需求。通常的解决办法是将数据直接存储在非易性存储器中（NVRAM）。NVRAM有两种基本类型，一是基于SRAM的传统NVRAM，另一种是近些年广泛使用的铁电存储器，与传统的基于SRAM技术的存储器相比，铁电存储器在信号接口、操作功耗方面有无可比拟的优势。目前在市场流行的有4Kb-256Kb铁电存储器产品，并有多种接口类型可供选择，包括I2C、SPI接口等，本文以Ramtron公司的FM24L256为例，介绍英创主板EM9160操作FM24L256的方法。

FM24L256非易失铁电存储器结构容量为32，768 x 8位，读/写次数无限制，掉电数据保存10年，无延时写入操作，采用I2C总线接口，总线频率可高达1MHz。同时具有工业级温度范围，低功耗操作等特点。EM9160 是英创公司的一款预装Windows CE 实时操作系统的高性价比ARM9 工控主板产品。EM9160 最多可支持16 位方向可独立设置的GPIO，这些GPIO 均可被用来仿真作为I2C的信号。

FM24L256为SOP8封装芯片，只需把2位I2C总线信号与EM9160的GPIO相连，即完成扩展硬件的连接。

EM9160工控主板对铁电存储器FM24L256的驱动程序描述如下：

#include ‘EM9160_DIO_EX.h’

#define GPIO0 0x01

#define GPIO1 0x02

#define GPIO2 0x04

#define GPIO3 0x08

#define GPIO4 0x10

#define GPIO5 0x20

#define GPIO6 0x40

#define GPIO7 0x80

#define GPIO8 0x100

#define GPIO9 0x200

#define GPIO10 0x400

#define GPIO11 0x800

#define GPIO12 0x1000

#define GPIO13 0x2000

#define GPIO14 0x4000

#define GPIO15 0x8000

#define SCK GPIO6 // I2C时钟信号，可根据实际情况更改

#define SDA GPIO7 // I2C数据信号，可根据实际情况更改

实现SCK和SDA信号的操作函数：

void GPIO_i2c：：SetSDADir（int Dir） // 设置SDA方向

{

if（Dir）

PIO_OutEnableEx（ SDA ）; // set gpio7 to output （SDA）

else

PIO_OutDisableEx（ SDA ）; // set gpio7 to input （SDA）

}

void GPIO_i2c：：SetSCL（int Level） // 置高/置低SCK信号

{

if（Level）

PIO_OutSetEx（ SCK ）;

else

PIO_OutClearEx（ SCK ）;

}

void GPIO_i2c：：SetSDA（int Level） // 置高/置低SDA信号

{

if（Level）

PIO_OutSetEx（ SDA ）;

else

PIO_OutClearEx（ SDA ）;

}

int GPIO_i2c：：GetSDA（） // 读取SDA状态

{

DWORD dwSDAStatus = 0;

// put code here to get SDA status

PIO_StateEx（ （UINT16*） &dwSDAStatus ）;

dwSDAStatus = dwSDAStatus & SDA;

if（dwSDAStatus）

{

return 1;

}

return 0;

}

int GPIO_i2c：：I2C_InitController（ ） // 设置SCK，SDA，只初始化时执行一次

{

// set gpio6 and gpio7

PIO_OutEnableEx（ SCK ）; // set gpio6 to output （CLK）

PIO_OutSetEx（ SCK ）; // set CLK

SetSDADir（0）; // set SDA to input

return 0;

}

根据FM24L256的时序要求，构造相应的读写函数，EM24L256的读写时序如下图所示：

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// 从I2C器件读取一个或多个字节

// 输入参数：

// uDevAddr：器件地址

// uRegIdx： 器件寄存器地址

// ReadBuf： 数据缓存

// ReadLen： 读取数据个数

// return = -1： 失败

// = ReadLen： read succeed！

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int GPIO_i2c：：I2C_ByteRead（UCHAR uDevAddr， UINT16 uRegIdx，

UCHAR* ReadBuf， int ReadLen ）

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// 向I2C器件写入一个或多个字节

// 输入参数：

// uDevAddr：器件地址

// uRegIdx： 器件寄存器地址

// ReadBuf： 数据缓存

// ReadLen： 写入数据个数

// return = WriteLen： 写入成功

// = -1： 写入失败，没有应答信息

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int GPIO_i2c：：I2C_ByteWrite（UCHAR uDevAddr， UINT16 uRegIdx，

UCHAR* WriteBuf， int WriteLen）

本文是以EM9160操作FM24L256为例，介绍如何构造I2C接口，这个方法也完全适合英创公司的其他嵌入式工控主板产品，如EM9000、EM9161、EM9260、ETR232i等。EM9160与FM24L256连接十分简单，在需要频繁记录数据的场合，本文介绍的方案是一个不错的选择，经过测试，EM9160对FM24L256的写入速度可达每秒56K字节，感兴趣的客户可向英创索要相关源代码。