默認(rèn)分類 2010-11-08 14:24:02 閱讀31 評論0 字號：大中小 訂閱
FLASH代換升級在MPN維修和U盤DIY中是經(jīng)常要用到 的，比如維修MP4的時(shí)候懷疑固件問題，想刷FW，但是手上沒有確定正確的固件的時(shí)候，常常會焊下原機(jī)FLASH，焊上代用的FLASH來刷固件，以避免故障擴(kuò)大。而如果是懷疑FLASH損壞，那代換FLASH更是必不可少了。但是我發(fā)現(xiàn)論壇里面不少朋友對FLASH代換升級都不是很了解，甚至不少老手都在代換中遇到不少問題，所以專門把我的經(jīng)驗(yàn)寫下來，希望對大家有所幫助。
描述：圖1,TSOP48封裝的FLASH
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描述：圖2,8位和16位FLASH對比
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描述：圖3,FLASH引腳說明
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一,基礎(chǔ)知識
現(xiàn)在數(shù)碼設(shè)備上常用的FLASH基本都是TSOP48封裝，其引腳比較密，焊接的時(shí)候最好用尖頭的烙鐵。見圖1,
閃存芯片，不同容量是Pin to Pin 的，即芯片的封裝、引腳的功能、外圍電路都是基本相同的?？梢哉f是硬件間的兼容，這為FLASH代換提供了基礎(chǔ)。
常用的FLASH都屬于并行FLASH，是同時(shí)可以傳輸多位數(shù)據(jù) ，分為8位和16位，8位就是說 FLASH有8個(gè)數(shù)據(jù)腳（I/O0-I/O7)也有的是標(biāo)為（D0-D7），一次可以同時(shí)傳輸8位數(shù)據(jù)。16位以此類推。常用設(shè)備中用8位的較多，占到9成以上。在圖2中 可以看到，除了數(shù)據(jù)腳，8位和16位的FLASH其他引腳是一致的。在圖2中我們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LASH的48個(gè)引腳中很多都是空的（NC），特別是8位的FLASH（因?yàn)?6位FLASH用得很少，所以下面的說明都是以8位的FLASH作為例子），一共才用了19個(gè)腳，這其中我們需要了解的只有2個(gè),CE和R/B腳。這2個(gè)腳對FLASH代換升級有較大影響。
CE是片選，和主控的CE腳相連，只有CE被主控相連選中，F(xiàn)LASH才能工作。
Ｒ／ Ｂ：就緒／忙輸出，Ｒ／ Ｂ的輸出能夠顯示設(shè)備的操作狀態(tài)。Ｒ／ Ｂ處于低電平時(shí)，表示有編程、擦除或隨機(jī)讀操作正在進(jìn)行。操作完成后，Ｒ／ Ｂ會自動返回高電平。由于該端是漏極開路輸出，所以即使當(dāng)芯片沒有被選中或輸出被禁止時(shí)，它也不會處于高阻態(tài)。
描述：圖4,4CE的FLASH
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描述：圖5,2CE的FLASH
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描述：圖6,1CE的FLASH
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前面提到，閃存芯片，不同容量是Pin to Pin 的，即芯片的封裝、引腳的功能、外圍電路都是基本相同的。為什么說是基本相同呢？因?yàn)椴煌萘縁LASH可能采用的管芯數(shù)量不同，從而造成引腳的細(xì)微差別。
什么是管芯呢？這要從閃存 起源說起。
1984年，東芝發(fā)明閃存技術(shù)，直接催生出多種產(chǎn)品問世：MP3播放器、PDA，數(shù)碼相機(jī)，智能手機(jī)等。作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者，2000年，東芝倡導(dǎo)成立SD協(xié)會，衍生出包括：SD卡、mini sd卡、TF/MICRO SD卡等，被各種電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用。閃存盤應(yīng)該是在2000年首次面市，當(dāng)時(shí)全球共有5家企業(yè)擁有自有閃存盤品牌的銷售，這5家主要是以色列的M－system、新加坡Track、朗科優(yōu)盤、魯文易盤和韓國FlashDriver。
可以說，閃存和U盤的商業(yè)應(yīng)用是在2000年，當(dāng)時(shí)由于工藝限制，推出的多是8-32M小容量閃存。隨著技術(shù)發(fā)展，閃存很快進(jìn)入G時(shí)代，容量超出了管腳的尋址范圍。還好設(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)考慮到這個(gè)問題，采用了類似CPU多核心這樣的方法，在FLASH內(nèi)部集成多個(gè)核心，由主控通過CE腳選擇相應(yīng)的核心來工作，同一時(shí)間只有1-2個(gè)核心在工作（雙通道同時(shí)有2個(gè)核心在工作，單通道是1個(gè)）。現(xiàn)在常見的FLASH最多內(nèi)部集成了4核心，也就是4管芯，多是用在4G以上的大容量FLASH上。2管芯的FLASH是最常用的，從512M到8G都有。單管芯FLASH多是小容量，為1G以下，三星和鎂光有部分2G的也采用單管芯。
所以簡單的說，管芯是為了解決容量問題而生的，管芯越多，容量越大。
每個(gè)管芯對應(yīng)一個(gè)CE腳，4管芯的FLASH就有4個(gè)CE腳 ，工作的時(shí)候，主控通過程序選中不同CE腳，對應(yīng)的管芯則進(jìn)入工作狀態(tài)。圖4-圖6是不同管芯的FLASH的引腳對比，我們可以看都除了CE腳，R/B腳也不同。每個(gè)管芯除了對應(yīng)一個(gè)CE腳，還對應(yīng)一個(gè)R/B腳，所以4管芯的FLASH就有4個(gè)R/B腳，以此類推。因?yàn)镽/B腳是管芯工作狀態(tài)的標(biāo)志，這個(gè)腳不連，F(xiàn)LASH工作也會不正常。所以FLASH某個(gè)管芯正常工作的條件是1,對應(yīng)的CE腳被選中，2,R/B腳狀態(tài)正確。我們在FLASH代換升級注意這2點(diǎn)就可以了。
描述：圖7,FLASH參數(shù)
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我們拿到一個(gè)數(shù)碼設(shè)備的時(shí)候，先要看原機(jī)FLASH參數(shù)。在FlashGenius.exe中輸入FLASH型號，就能拿到基本參數(shù)。FlashGenius現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫比較全，如果查不到，多半FLASH是黑片。在FLASH的參數(shù)中，我們要注意4個(gè)。見圖7.第一“存儲介質(zhì)類別”，這個(gè)說明FLASH是SLC還是MLC，內(nèi)部有幾個(gè)管芯。第二，“I/O接口位寬”，這個(gè)說明閃存是8位還是16位FLASH，代換的時(shí)候要相同，8位換8位，16位用16位的換。第三，“存儲密度”，這個(gè)就是FLASH容量。第四，“芯片特征”，這個(gè)說明FLASH有幾個(gè)CE和R/B腳。
描述：圖8,ATJ2091主控
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描述：圖9,SK6211主控
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描述：圖10,AU6983連接
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描述：圖11,HY27UU08AG5M
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二，主控和FLASH的關(guān)系
FLASH并不是單獨(dú)存在的，必須和主控配合使用，所以主控功能大小決定了采用何種閃存 。下面我用幾個(gè)例子來說明。圖8是ATJ2091 MP3主控，圖9是SK6211 U盤主控。
主控我們需要注意3點(diǎn)，1,數(shù)據(jù)腳，看看是8位還是16位，16位的主控多半支持雙通道FLASH，8位的則只能支持單通道FLASH。像ATJ2091只有D0-D7（49-57腳），就只能支持單通道FLASH。而SK6211有FD0-FD15共16個(gè)數(shù)據(jù)腳，支持雙通道FLASH。什么是雙通道呢，簡單的說，單通道就是主控在同一時(shí)間只能使用FLASH一個(gè)管芯，傳輸8位數(shù)據(jù)，雙通道則是主控在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)使用FLASH2個(gè)管芯，一次能傳輸16位數(shù)據(jù)，這樣理論是雙通道在單位時(shí)間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)將比單通道快1倍。雙通道一般要求要2片型號相同的FLASH來組成。
第2,要看主控的CE腳，主控CE腳決定了主控最多可以接幾片F(xiàn)LASH。在圖8中，ATJ2091有3個(gè)CE腳（35-37），所以最多ATJ2091只能接3管芯的FLASH，注定了不能用4管芯的FLASH來代換。而圖9中SK6211有4個(gè)CE腳（8,9,28,29腳），所以SK6211在單通道接法中，可以接4管芯FLASH。但是SK6211有16個(gè)數(shù)據(jù)腳，所以在雙通道接法中SK6211最多可以支持8管芯的8位FLASH，下面我們以AU6983的實(shí)際接線來 說明。
圖10是HIT00所著〈超級混合型U盤【AU6983＋HYUT8G x4＋HYUT4G x2】〉一文中的接法，http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=64298&keyword=AU6983,圖10中我們可以看到，AU6983有3個(gè)CE腳，16位數(shù)據(jù)腳，這樣理論上在雙通道的時(shí)候AU6983可以接6管芯的8位 FLASH。HIT00在制作中采用了4片HY27UT088G2A（4*1CE)和2片HY27UT084G2M(2*1CE)，HY27UT088G2A在圖7的檢測中可以看到是1管芯的FLASH，有1個(gè)CE和1個(gè)R/B腳，HY27UT084G2M也是一樣的，6片F(xiàn)LASH加起來剛好是6管芯。如果HIT00采用的是2管芯的HY27UU08AG5M，見圖11,那么他最多只能上2片HY27UT088G2A（2*2CE）和2片HY27UU08AG5M(2*1CE)的組合.明白了這些，我們在升級代換FLASH的時(shí)候就不會選錯(cuò)FLASH了。
第3,要看主控的R/B腳，這個(gè)我們留到后面再講。
描述：圖12,2091N FLASH連線
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描述：圖13,SK6211FLASH的RB腳連法
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描述：圖14,ATJ2051的FLASH的RB腳連法，注意，7腳是打叉的
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三，F(xiàn)LASH代換
1.主控，F(xiàn)LASH代換首先要考慮的是換上去的FLASH主控支持嗎，因?yàn)閾Q了FLASH多半還是要量產(chǎn)的，所以即使PCB硬件支持，還是要考慮主控是否支持，特別是ST,SPECTEK一類的廠家，其生產(chǎn)的閃存很多主控都不支持。
2，PCB兼容性?，F(xiàn)在新的主控基本都支持4CE的FLASH，但是有時(shí)候生產(chǎn)的PCB卻是專門針對某些FLASH設(shè)計(jì)的，對其他FLASH并不兼容。像我就見過一款MXT8208主控的PCB板，上面只有1個(gè)8位 的FLASH空位，并且是2CE的，所以即使MXT8208本身支持4CE的FLASH ，具有雙通道功能，但是你上4管芯的FLASH還是用不了 。
3.代換原則，在圖4-圖6中可以看出，F(xiàn)LASH是向下兼容的，即4CE的兼容2CE，2CE兼容1CE的。如果板上原來是4CE的FLASH，你要用 2CE的FLASH代換，無需調(diào)整，直接焊上即可。1CE代換2CE的也是一樣。反過來當(dāng)用2管芯的FLASH代換1管芯FLASH就需要考慮了，多出的引腳怎么接。我們以ATJ2091為例子來說明。圖12是某款2091N的FLASH連線圖。原機(jī)使用的的HY27UT084G2M，512M,1管芯的閃存，現(xiàn)在要用2G的HY27UU08AG5M，2管芯的閃存來代換。比較HY27UU08AG5M和HY27UT084G2M，Y27UU08AG5要多出R/B2（6腳），CE2(10腳）。在原機(jī)中，F(xiàn)LASH10腳直接連到2091N的37腳CE2上，這說明PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)考慮要兼容2CE閃存了，所以不需要我們再動手改造。再看6腳，原機(jī)是通過R8接地的。我在前面就說到R/B腳是代換升級FLASH要考慮的 第三個(gè)因素，但是沒有詳細(xì)說明。想在就仔細(xì)的說給大家聽 。
Ｒ／ Ｂ：就緒／忙輸出，Ｒ／ Ｂ的輸出能夠顯示設(shè)備的操作狀態(tài)。Ｒ／ Ｂ處于低電平時(shí)，表示有編程、擦除或隨機(jī)讀操作正在進(jìn)行。當(dāng)Ｒ／ Ｂ處于低電平時(shí)，主控?zé)o法對 FLASH進(jìn)行讀寫操作，只有當(dāng)Ｒ／ Ｂ處于高電平時(shí)，主控才能對 FLASH進(jìn)行讀寫操作。原機(jī)7腳RB1連到2091N的39腳R/B端，并通過上拉電阻R6連到VCC，保證了RB1始終是高電平。但是原機(jī)6腳RB2通過R8接地，使得位低電平RB2，原機(jī)用的是1管芯的FLASH，6腳是空腳，接地沒有影響，現(xiàn)在用2管芯FLASH代換，如果不作電路改動，那FLASH內(nèi)部有一個(gè)管芯將始終處于忙狀態(tài)而無法讀寫，論壇里面幾位朋友都是這樣，換了FLASH而無法刷FW，就是因?yàn)镽B2狀態(tài)不對導(dǎo)致的。所以在這里，要把6腳R/B2接地取消，焊下R8,焊上R7，把RB2和RB1并聯(lián)，一起連到2091N的39腳。
2管芯的FLASH有2個(gè)RB腳，4管芯有4個(gè)RB腳，但是不管有多少個(gè)RB腳，都是一個(gè)連法，所有RB腳應(yīng)該狀態(tài)是一樣的，所以RB腳基本都是并聯(lián)在一起的，見圖13,SK6211FLASH的RB腳連法。SK6211FLASH的4,5,6,74個(gè)RB腳并連到SK6211的30腳。
RB腳目前有3種連法 ，第一是像ATJ2091這樣，F(xiàn)LASH的RB腳和主控RB腳相連 ，但是要連個(gè)上拉電阻到VCC，保持高電平。第二是像SK6211這樣FLASH的RB腳和主控RB腳相連 ，沒有其他附加元件，U盤主控多是這樣的連法 。第三種是像ATJ2051那樣的，主控上沒有設(shè)置RB腳，F(xiàn)LASH的RB腳不和主控連接，空著（空著的時(shí)候也是高電平）或者連個(gè)上拉電阻到VCC，保持高電平。見圖14.不管是哪種接法，我們只要把多出的RB腳確保不接地，不7腳RB1并聯(lián)就可以了。
4管芯FLASH代換 2管芯FLASH和 2管芯FLASH代換 1管芯FLASH道理是一樣的 ，只要考慮多出的RB和CE腳就可以了，RB腳前面說了，很方便，只要不接地，并聯(lián)在一起就可以了。CE腳要看 PCB上做出走線了嗎，如波沒有CE3,CE4的走線就只能飛線到 主控了 。
描述：圖15,第二片F(xiàn)LASH多余引腳去掉，剩余的彎成和芯片成90度
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描述：圖16
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四，F(xiàn)LASH的升級
FLASH的升級主要目的就是擴(kuò)容，當(dāng)然也有 的是用SLC替代MLC閃存，提升速度，在這里我們不考慮先。FLASH的升級有2種情況，1,單芯片改單芯片，就是用大容量的閃存替代原機(jī)小容量的閃存，這就是我上面提到的FLASH代換，這里就不多說了。2,單芯片改雙芯片，即用2片F(xiàn)LASH代換原機(jī)單獨(dú)的FLASH。這里面又分單芯片改雙通道和單芯片改單通道2種情況。
單芯片改單通道，多用在數(shù)碼設(shè)備上。
前面圖4-圖6的FLASH引腳圖可以看出，1管芯的FLASH有19個(gè)有用腳，2管芯的FLASH有21個(gè)有用腳，僅僅比1管芯的FLASH多2腳，正常應(yīng)該是19*2=38腳才對呀。其他腳哪里去了呢？事實(shí)上2個(gè)管芯的引腳，除了RB和CE，其他腳都是兩兩對應(yīng)并聯(lián)在一起的。這也是數(shù)碼設(shè)備擴(kuò)容的原理和基礎(chǔ)。如果你注意看有2片F(xiàn)LASH的數(shù)碼設(shè)備就會發(fā)現(xiàn)，2片F(xiàn)LASH除了CE腳，其他有用的引腳都是兩兩對應(yīng)并聯(lián)。也就是說，1片2管芯FLASH是把2個(gè)管芯作在 內(nèi)部，而我們現(xiàn)在擴(kuò)容則是把 2個(gè)管芯拆開，一個(gè)管芯作為一片F(xiàn)LASH 焊接在外面。
單芯片改單通道，2片F(xiàn)LASH的I/O（數(shù)據(jù)腳），VCC,VSS,WE,WP,ALE,CLE,RE，除了CE腳，其他都是兩兩對應(yīng)并聯(lián)在一起的。CE腳各自獨(dú)立連接到主控。
單芯片改單通道，如果PCB板上有2個(gè)FLASH位置，那考慮完FLASH代換條件后，直接上 2片F(xiàn)LASH即可，2片F(xiàn)LASH可以是不同型號。注意：如果PCB板上2個(gè)FLASH的數(shù)據(jù)腳不是并聯(lián)，而是分別接主控D0-D15，那屬于單芯片改雙通道范疇。
單芯片改單通道，如果PCB板上只有1個(gè)FLASH位置,那只能采用疊加法了。
把第一片F(xiàn)LASH焊好 在PCB 板上，把第二片F(xiàn)LASH多余引腳去掉，剩余的彎成和芯片成90度。見圖15。然后把2片F(xiàn)LASH 對應(yīng)的腳（除了CE腳）焊接在一起。見圖16.最后把第二片F(xiàn)LASH的CE腳飛線到主控相應(yīng)的CE端。
單芯片改雙通道，多是用在U盤上
在U盤中我們經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的情況，PCB板的一面有一片F(xiàn)LASH，反面留有一個(gè)空FLASH位置，2片F(xiàn)LASH的數(shù)據(jù)腳并不相連，正面FLASH的數(shù)據(jù)腳連到主控D0-D7,反面FLASH的數(shù)據(jù)腳連到主控D8-D15，這樣的2片F(xiàn)LASH必須是成對的，型號要完全一樣。也是考慮完FLASH代換條件后，直接焊接上去家可以了。
如果PCB板上沒有留有一個(gè)空FLASH位置(很多小廠這么作），又想改雙通道，可以參考單芯片改單通道疊加法，但是，第二片F(xiàn)LASH的數(shù)據(jù)腳不能焊到第一片F(xiàn)LASH上，而是要飛線到主控，整個(gè)改造要飛9-10條線，比較麻煩。見圖17.也可以參考http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=100453一文。
描述：圖17
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