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9. Die selbstentwickelte Speicherkarte / Teil 1

Um eine Karte mit 8 MB nichtflüchtigem Speicher mit wenig Aufwand aufzubauen, gibt es heute sehr gut geeignete Bausteine, nämlich Flash Memory. Dieses sind elektrisch löschbare EEPROMs. Im Gegensatz zu den früher üblichen UV-löschbaren EEPROMs können diese, auch in Teilbereichen, elektrisch gelöscht und je nach Hersteller 100.000 bis 1 Million mal wieder neu programmiert werden; außerdem sind Bausteine mit wesentlich höherer Kapazität erhältlich, so daß der Gesamtspeicher aus nicht so vielen einzelnen IC's aufgebaut werden muß. Der Vollständigkeit halber sollen hier auch noch die normalen EEPROMs erwähnt werden, welche vergleichbar oft wiederbeschrieben werden können. Bei diesen Speichern ist das Überschreiben einzelner Bytes ohne vorheriges Löschen möglich, allerdings werden sie meist seriell adressiert und haben nicht so hohe Kapazitäten, so daß sie für diesen Zweck nicht brauchbar sind. Der Schreibzyklus für ein einzelnes Byte dauert beim EEPROM mit 1...10 ms um ein vielfaches länger als beim Flash Memory mit ca.8 µs.

Nicht geeignet sind Speicherkarten aus dem PC-Bereich wie Smart Media, Compact Flash, SD und so weiter. Diese haben keine parallele Adressierung mit entsprechend vielen Daten- und Adressleitungen, sondern eine Schnittstelle, die durch ein spezielles Protokoll mit weitaus weniger Leitungen auskommt. Teilweise ist auch bereits ein File System eingebaut, so daß die lineare Adressierung gar nicht möglich ist.

Prinzipiell geeignet ist z.B. das AM29F016B von AMD. Dies ist ein 16 Megabit, 5V, Uniform Sector Flash Memory. Die Kapazität wird hier in Bit angegeben und entspricht 2 MB. Die 29 in der Typenbezeichnung steht für 5V-Betrieb. Uniform Sector bedeutet, daß alle Sektoren gleichberechtigt und gleichartig sind. Keiner der Sektoren hat einen besonderen Schreibschutz, Bootsektorfunktion oder andere spezielle Eigenschaften. Mit 4 dieser Bausteine könnte man eine der ursprünglichen 4-Chip-Karten nachbauen, wobei man das Prinzip der 4 einzelnen Bänke einfach übernehmen könnte. Der Baustein ist im SO-44-Gehäuse verfügbar. Mit diesem IC war mir aufgrund der kleinen Platinenfläche das Layout zu unübersichtlich, jedenfalls wenn man zweilagig arbeitet und Leiterbahnen zwischen den IC-Pins vermeiden will.

Alternativ gibt es den AM29F032 mit 4MB, der aber aus Preisgründen nicht in Frage kam. Auf weiter fallende Preise wollte ich nicht warten, zudem scheint AMD einer der letzten Hersteller zu sein, der Flash Memory im SO-Gehäuse baut. Entschieden habe ich mich für den preiswerteren MBM29F033C von Fujitsu mit 4 MB pro Chip, der allerdings im TSOP-40-Gehäuse erhöhte Anforderungen an das Löten stellt. Der MBM29F033C kostete derzeit ca. 5,10 € pro Stück.

MBM29F033C (TSOP-40)

Das MBM29F033C hat die folgenden Eigenschaften:

• Parallele Adressierung mit 22 Adressleitungen
• 8 Bit Datenbus
• Chip Enable und Output Enable genau wie beim 23C32000
• 70 ns Zugriffszeit, die mit Sicherheit ausreichend schnell sind
• zum Programmieren zusätzlich Write Enable Eingang und Ready-Ausgang
• Reset Eingang

MBM29F033C Blockschaltbild

Im Betrieb mit Nur-Lese-Funktion werden Write-Enable, Ready und Reset nicht benötigt. Das IC kann so beschaltet werden, daß es sich logisch genau wie ein 23C32000 verhält. Zum Programmieren werden zusätzlich Write-Enable und Ready benötigt, die natürlich nicht auf den Molex-Stecker gelegt werden dürfen. Stattdessen habe ich einen eigenen zweipoligen Steckverbinder vorgesehen. Zur Programmierung des Bausteins wird nicht nur ein einzelner Write-Impuls mit den passenden Daten an der gewünschten Adresse verlangt. Vielmehr muß ein spezielles Protokoll aus 4 Schreibzyklen eingehalten werden, wie die folgende Tabelle zeigt:

MBM29F033C Command Definitions

Zum Löschen einzelner Sektoren oder des ganzen Bausteins sind sogar sechs aufeinanderfolgende Schreibzyklen erforderlich. Beim Einschalten der Betriebsspannung ist das IC automatisch im Read Mode. Zusammen mit weiteren Schutzmechanismen ist es also beim Betrieb im Keyboard absolut sicher gegen versehentliches Löschen.

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