[發(fā)明專利]一種MCU存儲(chǔ)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710575869.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN107272496A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃林峰;張琢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山華芯微特科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 胡楓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MCU存儲(chǔ)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

微控制單元（MicroControllerUnit，MCU）系統(tǒng)中，可執(zhí)行程序一般存儲(chǔ)在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器，或者片內(nèi)非易失性存儲(chǔ)器（Nonvolatile Memory）中。微處理器可以隨時(shí)直接地址訪問存儲(chǔ)在這兩種設(shè)備上的信息，其中，每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，片內(nèi)存儲(chǔ)器的大小決定微處理器程序空間。

在MCU系統(tǒng)中，一般還具有一種片外非易失性存儲(chǔ)器，包括但不僅限于片外NOR Flash、片外NAND Flash等。該設(shè)備一般存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而非可執(zhí)行程序。微處理器訪問片外非易失性存儲(chǔ)器時(shí)不能通過直接地址隨機(jī)訪問，而是通過對(duì)相應(yīng)的控制模塊訪問接口進(jìn)行操作，操作方式有很多種，一般地，可以通過讀寫命令包的方式通知控制模塊需要完成何種操作，以及操作命令格式，非易失性性存儲(chǔ)器的控制模塊收到命令后，再將其轉(zhuǎn)為符合片外非易失性存儲(chǔ)器接口協(xié)議的命令，通過輸入輸出接口（例如SPI）發(fā)送給片外非易失性存儲(chǔ)器，按照接口協(xié)議完成操作，最后將操作結(jié)果返回給微處理器。

片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器和片內(nèi)非易失性存儲(chǔ)器容量都比較?。?KB-1MB），并且成本較高，隨著32bits MCU的普及，可執(zhí)行程序空間的大小逐漸成為MCU應(yīng)用的瓶頸之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種MCU存儲(chǔ)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，可以使MCU以接近片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器的訪問速度獲得片外非易失性存儲(chǔ)器容量的可執(zhí)行程序空間。

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種MCU存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：

微處理器，用于向存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路發(fā)送訪存地址，接收存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路所讀取有片外非易失性存儲(chǔ)器上訪存地址對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)；

片外非易失性存儲(chǔ)控制接口，用于讀取片外非易失性存儲(chǔ)器上與該訪存地址相對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)；

片外非易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)可執(zhí)行程序；

片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)高速緩存數(shù)據(jù)；

存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路，用于接收微處理器所發(fā)送的訪存地址，在地址映射表中查找該訪存地址是否在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中，若是，則將相應(yīng)數(shù)據(jù)讀取并發(fā)送給微處理器；若否，則通過片外非易失性存儲(chǔ)控制接口讀取片外非易失性存儲(chǔ)器上與該訪存地址相對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路包括：

地址映射電路，用于將微處理器發(fā)送的訪存地址轉(zhuǎn)化為緩存地址，查找該緩存地址是否在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中；

緩存管理電路，用于將片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器劃分為緩存塊；

數(shù)據(jù)讀取電路，用于當(dāng)微處理器發(fā)送的訪存地址不在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中時(shí)，通過片外非易失性存儲(chǔ)控制接口讀取片外非易失性存儲(chǔ)器上訪存地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述地址映射電路用于根據(jù)微處理器發(fā)送的訪存地址中的映射表序號(hào)查找對(duì)應(yīng)的映射表項(xiàng)，檢查映射表的內(nèi)容，將訪存地址轉(zhuǎn)化為緩存地址。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)讀取電路用于通過片外非易失性存儲(chǔ)控制接口將訪存地址發(fā)送給片外非易失性存儲(chǔ)器，讀取片外非易失性存儲(chǔ)器上訪存地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器。

優(yōu)選地，所述地址映射電路還用于更新地址映射表。

優(yōu)選地，所述緩存管理電路還用于根據(jù)緩存策略替換緩存塊的內(nèi)容。

優(yōu)選地，緩存管理電路還用于對(duì)緩存塊的內(nèi)容進(jìn)行鎖定。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種MCU存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括：

微處理器向存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路發(fā)送訪存地址；

存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路接收微處理器所發(fā)送的訪存地址，在地址映射表中查找該訪存地址是否在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中，若是，則將相應(yīng)數(shù)據(jù)讀取并發(fā)送給微處理器；若否，則通過片外非易失性存儲(chǔ)控制接口讀取片外非易失性存儲(chǔ)器上與該訪存地址相對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)；

微處理器接收存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路所讀取有片外非易失性存儲(chǔ)器上訪存地址對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)控制電路接收微處理器所發(fā)送的訪存地址，在地址映射表中查找該訪存地址是否在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中的步驟，包括：

將微處理器發(fā)送的訪存地址轉(zhuǎn)化為緩存地址，查找該緩存地址是否在片內(nèi)易失性存儲(chǔ)器中。

優(yōu)選地，所述將微處理器發(fā)送的訪存地址轉(zhuǎn)化為緩存地址的步驟，包括：

根據(jù)微處理器發(fā)送的訪存地址中的映射表序號(hào)查找對(duì)應(yīng)的映射表項(xiàng)，檢查映射表的內(nèi)容，將訪存地址轉(zhuǎn)化為緩存地址。