[發明專利]嵌入式系統利用NAND閃存記憶體儲存及啟動的處理方法

無效

• 申請號: 200610063321.1
• 申請日: 2006-10-26
• 公開（公告）號: CN101105752A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 林清益
• 申請（專利權）人: 福昭科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??本發明屬于閃存記憶體存儲領域，特別適用于利用閃存記憶體作為代碼存儲空間并利用該閃存記憶體引導系統啟動的嵌入式操作系統(EmbeddedSystem)領域。

背景技術??目前閃存記憶體在應用上可分為或非門閃存記憶體(NOR?Flash)及與非門閃存記憶體(NAND?Flash)。其中或非門(NOR)閃存記憶體一般又被稱為Code?Flash，由于NOR?Flash是屬于線性尋址(Linear?addressing)的非揮發性記憶體，微處理器可以直接執行閃存記憶體中的程序，不需要先將程序讀到系統記憶體中，使用相當容易，所以目前市面上大部分的嵌入式操作系統都以NOR?Flash作為引導系統開機的媒介。但是，相比之下NOR閃存記憶體比NAND閃存記憶體的存儲密度要低，而且價格昂貴，所以無法很經濟的利用NOR來存儲大量的使用者的資料。NAND閃存記憶體一般被稱為Data?Flash，其特點是能提供較高的單位密度，并達到高存儲密度與經濟實惠的目的，且NAND的讀寫速度也相當的快速。由于NAND閃存記憶體的單元大小要遠小于NOR?Flash，且生產的過程更為簡單，因此成本相對也比較低。另外就容量而言，目前市面上NAND?Flash的容量都已經達到1～4G字節的高容量，未來更會不斷的向上提升。目前所有的便攜式產品中，以NAND閃存記憶體的占有率最大，由此可以看出其具有相當的競爭力。但是NAND閃存記憶體類似于機械硬盤，屬于區塊尋址(Block?Addressing)，需要先將NAND閃存記憶體上的程序讀到隨機存取記憶體上，才可以由微處理器執行。此部分的處理不是很容易，所以目前市面上嵌入式系統的存儲媒介(特別是程序的存儲媒介)還是以NOR閃存記憶體為主流，考慮到市場上的新需求，我們希望以NAND閃存記憶體取代嵌入式系統中的NOR閃存記憶體。

發明內容??本發明的目的是要NAND閃存記憶體可同時提供NOR與NAND之功能，并運用內建驅動程序來實現模擬硬盤驅動器的功能。此系統由微處理器(Micro?Controller)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、NAND閃存記憶體(NAND?Flash)以及NAND閃存記憶體控制IC(NAND?Flash?Controller?IC)等組件組成。

此發明是利用NAND閃存記憶體取代NOR閃存記憶體，其架構如圖1所示，可以利用NAND閃存記憶體，同時具體引導開機以及資料存儲的功能。系統利用兩個階段的復位啟動完成一個簡單的開機啟動動作。第一階段的復位信號(170)由外部(使用者)產生，當NAND閃存記憶體控制器完成載入一些開機所需要的程序到SRAM(150)，便會產生第二階段的復位信號(180)，通知CPU執行SRAM中的程序。

由于NOR閃存記憶體有單價高、容量密度低等缺點，因此在單位成本以及數據儲存容量的考慮下，本發明采用NAND閃存記憶體取代NOR閃存記憶體，并提供模擬硬盤的功能，為增加模擬硬盤的壽命，加入電氣磨平(Wear?leveling)機制與自動修正錯誤碼(Error?Correction?Code)等功能。所以此發明具有低成本、高可靠度與高讀寫效率等優點，可有效提升系統的效率以及可靠度，并且降低系統成本。

本發明可以應用在任何需要具有數據存儲功能的系統上，降低系統的成本，提供更高的存儲容量。并且可以使用各種不同的NAND閃存記憶體，當某一廠家的NAND閃存記憶體缺貨或是有瑕疵時，可以迅速的用另外一家的NAND閃存記憶體來取代，而且生產管理與品質幾乎不會有任何改變。此架構也可以搭配各家不同的微處理器，只要將SRAM的地址0對應到微處理器的開機地址即可，可以選擇任何的微處理器。

NAND閃存記憶體控制器(110)、DMA控制器(130)以及SRAM(150)可以整合成一顆IC，降低成本，而且也不會影響系統的擴充性，如圖2所示。

附圖說明

圖1：閃存記憶體基本裝置圖。

圖2：單一IC示意圖。

圖3：控制器啟動流程圖。

圖4：NAND閃存記憶體內部數據配置。

圖5：讀取開機程序代碼的流程。

【主要組件符號說明】

100：微控制器：系統的處理單元，執行系統的指令以及周邊裝置的存取。

110：NAND閃存記憶體控制器：對閃存記憶體下存取的命令以及啟動DMA搬運閃存記憶體的數據到SRAM(150)或是DRAM(140)中。