基于FPGA的K9F4G08 Flash控制器設(shè)計(jì)

　　2.1 匹配表

　　Flash出廠后可能存在壞塊，使用中也有可能會(huì)再出現(xiàn)新的壞塊。制造商保證每個(gè)芯片中的壞塊不多于80個(gè)，同時(shí)保證第0個(gè)塊肯定是好的，且保證擦寫(xiě)1 000次不壞[1]。當(dāng)進(jìn)行連續(xù)地址的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)有可能遇到壞塊，壞塊無(wú)法進(jìn)行操作，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。因此必須建立一個(gè)匹配表，當(dāng)遇到壞塊時(shí)，將其匹配到好塊的地址上。

　　實(shí)際的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)中只使用4 000個(gè)塊，根據(jù)這些要求設(shè)計(jì)了這樣的匹配表：長(zhǎng)度512 B，存放在第0個(gè)塊的第0個(gè)頁(yè)(B0P0)。具體內(nèi)容見(jiàn)表2。

　　一個(gè)塊的地址用2 B的16進(jìn)制數(shù)表示。256 B可以存儲(chǔ)128個(gè)塊地址。0~255與256~512中存儲(chǔ)的塊地址是一一對(duì)應(yīng)的，當(dāng)使用到0~255中的塊地址時(shí)，需要從256~511中尋找對(duì)應(yīng)的塊地址進(jìn)行替換。

　　在FPGA中生成一個(gè)512 B的ram：ram_512，專門(mén)用于存放匹配表，當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，狀態(tài)機(jī)會(huì)自動(dòng)將B0P0的數(shù)據(jù)讀出，并將前512 B的數(shù)據(jù)存入該ram_512中，以便后面匹配時(shí)使用[4]。

　　2.2 全擦與部分擦指令

　　該指令用于擦除所有的塊，建立新的匹配表。由于壞塊會(huì)導(dǎo)致擦除不成功，狀態(tài)機(jī)在擦除過(guò)程中會(huì)記錄下1~4 000個(gè)塊中擦除失敗的壞塊的地址、4 000~4 095個(gè)塊中好塊的地址，先按照匹配表規(guī)定的順序?qū)懭雛am_512，全部擦除完成后將ram_512中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入B0P0。由于數(shù)據(jù)量不足2 KB，因此后面補(bǔ)零。其流程圖如圖2所示。

　　部分擦除與全擦類(lèi)似，執(zhí)行這條指令需要給定起始與結(jié)尾的塊地址，controller_4G08可以完成對(duì)2個(gè)塊地址之間所有塊的擦除。當(dāng)擦除過(guò)程中擦到壞塊時(shí)，狀態(tài)機(jī)會(huì)從匹配表中尋找該壞塊對(duì)應(yīng)的好塊，并擦除。若沒(méi)有尋找到該壞塊的匹配塊，則出現(xiàn)了新的壞塊，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)錯(cuò)的標(biāo)志位，提示主狀態(tài)機(jī)需要進(jìn)行全擦，以便建立新的匹配表。