基于閃存的星載大容量存儲器的研究和實現(xiàn)

３ 系統(tǒng)的基本工作原理下面以閃存的寫（編程）操作為線索，闡述系統(tǒng)的基本工作原理。

３．１ 寫操作的準(zhǔn)備和啟動

１３９４高速總線上的串行數(shù)據(jù)通過一定的接口芯片變換成并行數(shù)據(jù)。當(dāng)大容量存儲器接收到外部１３９４高速總線上的數(shù)據(jù)存儲握手信號時，１３９４接口控制子模塊利用握手信號產(chǎn)生一定的時鐘和控制信號，控制高速數(shù)據(jù)緩存入３２位的輸入ＦＩＦＯ。當(dāng)輸入ＦＩＦＯ的存儲量達(dá)到一次８級流水運行的數(shù)據(jù)量時，就向ＣＰＵ發(fā)出中斷，申請寫操作啟動。

３．２ 寫流水操作的加載和自動編程

存儲區(qū)的尋址采用內(nèi)存尋址方式，即為ＦＬＡＳＨ存儲區(qū)分配一段內(nèi)存空間，ＣＰＵ象訪問內(nèi)存一樣對其進(jìn)行尋址，大小為２Ｍ，共２１根地址線，其中高３位是子模塊選擇，選擇８級流水中的某一級；低１８位是子模塊的每塊芯片的頁（行）地址。對于芯片內(nèi)的列地址，由于向每一頁寫入數(shù)據(jù)時，總是從頁的起始處開始寫，即列地址（頁內(nèi)編程起始地址）是固定的，因此可以直接由ＦＰＧＡ給出。當(dāng)ＣＰＵ接收到寫操作啟動的中斷申請時，給出寫操作命令，并進(jìn)行地址譯碼。存儲區(qū)控制子模塊將ＣＰＵ給出的命令和地址經(jīng)過一定的邏輯轉(zhuǎn)換成片選、命令、地址及控制信號，依次對８級存儲子模塊進(jìn)行片選并完成各級命令和內(nèi)部地址的加載工作。然后再由存儲區(qū)控制子模塊產(chǎn)生一定的控制信號，控制輸入ＦＩＦＯ啟動對８級存儲子模塊的數(shù)據(jù)加載工作：首先對第一級進(jìn)行片選，數(shù)據(jù)流由輸入ＦＩＦＯ經(jīng)存儲區(qū)數(shù)據(jù)子模塊驅(qū)動后輸入第一級存儲子模塊，經(jīng)過５１２個寫周期后（頁有效數(shù)據(jù)），完成對四片并行的ＦＬＡＳＨ芯片的頁加載，加載完成后由存儲區(qū)控制子模塊給出自動編程的起始指令１０Ｈ，第一級子模塊的四片芯片就開始將加載到頁寄存器的數(shù)據(jù)寫入到芯片內(nèi)部，進(jìn)行自動編程工作。頁編程操作時序圖如圖４所示，這時它們的片選可以無效。然后使第二級片選信號有效，開始對第二級進(jìn)行數(shù)據(jù)加載。依次下去，完成８級存儲子模塊的數(shù)據(jù)加載。

３．３ 檢驗寫流水操作是否成功

第一級存儲子模塊在完成了數(shù)據(jù)加載后開始自動編程，待到８級的數(shù)據(jù)加載都完成后，其自動編程已接近尾聲。此時不斷檢測該級四片芯片的忙／閑端口，一旦它們都處于“閑”狀態(tài)時，說明自動編程都已經(jīng)結(jié)束。這時由存儲區(qū)控制子模塊的控制邏輯產(chǎn)生片選信號，選通第一級存儲子模塊并發(fā)讀狀態(tài)命令７０Ｈ，通過采樣四片芯片的Ｉ／Ｏ端口的“０”狀態(tài)來檢測編程是否成功，并將檢測結(jié)果鎖存進(jìn)ＦＰＧＡ內(nèi)部的寄存器；然后按同樣的方式對第二級存儲子模塊進(jìn)行檢測，依次下去，直到“記錄”下８級存儲子模塊的編程成功與否的狀態(tài)信息后，向ＣＰＵ申請中斷并將這些狀態(tài)值返回給ＣＰＵ。ＣＰＵ則根據(jù)這些狀態(tài)值更新無效塊映射表，并將無效塊映射到冗余區(qū)，對編程出錯的存儲子模塊重新編程。重新編程與正常編程的工作原理是一致的 只不過數(shù)據(jù)是由ＳＲＡＭ輸出給ＦＬＡＳＨ，且不能進(jìn)行流水操作。