設(shè)計移動電子產(chǎn)品時如何選擇快閃存儲器

    當(dāng)今無線電話，PDA等移動系統(tǒng)的設(shè)計人員，面對各種不同的使用要求，對如何選擇合適的微處理器，存儲器子系統(tǒng)，以及I/O器件，感到十分困惑。需要綜合考慮進(jìn)入市場的時限，成本，開發(fā)的工作量，尺寸，功耗，重量，性能等等一大堆限制和要求，結(jié)合各種各樣器件的特長，進(jìn)行優(yōu)化搭配。由于各個項(xiàng)目的側(cè)重點(diǎn)不同，項(xiàng)目的最佳解決方案也不可能相同。

    一切運(yùn)行算法的電子系統(tǒng)基本上都可以看作是一臺有限狀態(tài)機(jī)。處理器可以看作是下一狀態(tài)的解碼器，存儲器可以看作是記錄該狀態(tài)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的寄存器。機(jī)器一通電，系統(tǒng)必須從非易失性存儲器取得數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化；還需要得到向下一狀態(tài)轉(zhuǎn)換的全部程序編碼?？扉W存儲器作為移動通信設(shè)備存儲程序編碼的存儲器，作用非同小可。

系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)

    目前快閃存儲器的種類繁多，足夠系統(tǒng)設(shè)計人員選擇。應(yīng)該根據(jù)所選定的對通信系統(tǒng)要求，選擇最合適的快閃存儲器。目前移動通信系統(tǒng)的基本構(gòu)造大體上分為三類：即PC模式，小型微處理器模式，和中型微處理器模式。

    典型的PC模式中，處理器依靠存儲在閃存中的BIOS進(jìn)行啟動。接著BIOS被復(fù)制到DRAM中去，以便加快執(zhí)行的速度。隨后操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件也先后被復(fù)制到DRAM中去，以便執(zhí)行。PC模式的特點(diǎn)有三條。第一，啟動速度慢；并且隨著操作系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，啟動的速度也更慢。對于消費(fèi)類電子產(chǎn)品這樣慢的啟動過程，用戶是無論如何也不能接受的，必須加以改進(jìn)。第二，執(zhí)行速度快。由于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都復(fù)制到DRAM，由RAM來執(zhí)行可以達(dá)到最快的速度。當(dāng)然這要求DRAM具有相當(dāng)大的容量。此外，斷電時需要先將機(jī)器的狀態(tài)保存到非易失性存儲器中去，因此該過程速度較慢。第三，功耗比較大。PC模式主要考慮的是達(dá)到最高的性能，沒有考慮降低功耗。

        PC模式使用的閃存比較少，非易失性存儲主要依靠硬盤。盡管這種模式的性能最好，但是由于功耗大，重量重，啟動慢，很難將它推廣到比較小的電子產(chǎn)品方面去；特別是推廣應(yīng)用到移動的，由電池供電的電子產(chǎn)品中去。

小型微處理器模式

    在小型嵌入式微處理器系統(tǒng)中，一般都是直接從非易失性存儲器中取得程序編碼來執(zhí)行。如果有外部RAM存在，那么它一定是SRAM，因?yàn)?，所需的RAM容量不大，不需要將編碼映射到RAM中去，因此系統(tǒng)中也沒有內(nèi)置DRAM控制器。此外，SRAM的待機(jī)功率比較小，這一點(diǎn)對于依靠電池供電的系統(tǒng)非常重要。另外，作為非易失性存儲器，閃存已經(jīng)取代了EPROM。裝置有小型微處理器的系統(tǒng)，通常都是直接從閃存中讀取啟動編碼/OS/應(yīng)用程序，并執(zhí)行的。因此閃存內(nèi)需要有隨機(jī)存取的接口，所以只有NOR-型的閃存才能用。小型微處理器系統(tǒng)的另一個特點(diǎn)是速度慢。并且由于目前閃存的速度還比SRAM慢得多，從閃存讀取程序執(zhí)行，還不能達(dá)到與SRAM相同的性能。許多消費(fèi)類電子產(chǎn)品，如無線電話和有線電視機(jī)頂盒都是采用小型微處理器模式。這些機(jī)器對速度的要求不太高，所以雖然NOR-型閃存讀取速度比DRAM慢得多，但不是限制當(dāng)前系統(tǒng)性能的因素。

中型微處理器模式

    采用此種模式的系統(tǒng)為了追求良好性能，需要相當(dāng)大容量的DRAM，用來存儲互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器程序和Windows CE操作系統(tǒng)。同時采用快閃存儲器來存儲OS，應(yīng)用軟件，和數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)在啟動時從一個較小容量的NOR-型閃存中取得引導(dǎo)程序。操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件是從大容量閃存復(fù)制到系統(tǒng)內(nèi)存DRAM中去，供執(zhí)行時取用。數(shù)據(jù)則儲存在大容量閃存中待用。