專利名稱：內(nèi)存操作方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)存操作方法以及裝置，具體說是關(guān)于一種通過硬件裝置操作控制內(nèi)存的方法與裝置。
二、技術(shù)背景隨著信息科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品所需的內(nèi)存容量已呈現(xiàn)逐年倍增的趨勢，在許多電子產(chǎn)品中半導(dǎo)體內(nèi)存已占到產(chǎn)品本身成本一半以上，故為達降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的目的，部分容量大成本低的內(nèi)存產(chǎn)品應(yīng)運而生，例如閃存(FlashMemory)，相較于電子抹除式只讀存儲器(EEPROM)，閃存得一次寫入一個區(qū)塊的資料且不需的燒錄設(shè)備，故于現(xiàn)今內(nèi)存市場占有重要的地位。
現(xiàn)今的閃存包括有反或閃存(NOR Flash)與反及閃存(NAND Flash)等。針對閃存的資料讀寫抹除方式，以反及閃存為例，相較于反或閃存，其特點包括(1)以頁為單位進行讀與編輯操作，一頁為256或512個字節(jié)(Byte)；以區(qū)塊為單位進行抹除操作，則一區(qū)塊為4k、8k或16k字節(jié)。具有快速編輯與抹除的功能，其區(qū)塊抹除時間約為2ms，而反或閃存則需約數(shù)百ms。(2)芯片尺寸小且接腳少是現(xiàn)今位成本(bit cost)最低的固態(tài)內(nèi)存。(2)芯片包含有失效區(qū)塊，其數(shù)目取決于內(nèi)存密度最大可達3至35個區(qū)塊，失效區(qū)塊不會影響有效區(qū)塊的性能，僅需將失效區(qū)塊在地址對映表中屏蔽起來即可。
然而由于受現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)及成本的限制，往往不采用并行的地址/資料分開的總線方式，反及閃存也不例外，故在資料與地址上采用同一總線以實現(xiàn)串行讀取，導(dǎo)致隨機讀取速度慢且不能按字節(jié)隨機編輯。此外，反及閃存的資料讀取得區(qū)分成非讀頁(Random Access)與讀頁(Sequential Access)兩種模式。進行非讀頁讀取操作須經(jīng)過置/鎖命令、置/鎖地址及讀取資料等三步驟，而讀頁模式下的資料讀取與傳統(tǒng)的閃存也有所不同。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于反及閃存的操作是采取以軟件控制來產(chǎn)生操作時序的方法，操作流程較為復(fù)雜且效率低。如何能夠在不犧牲系統(tǒng)效率，同時兼顧傳統(tǒng)閃存的操作便利與高效率以及反及閃存本身的低廉生產(chǎn)成本，是程序開發(fā)人員與硬件工程師所要解決的問題。
為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種內(nèi)存操作裝置，其特殊之處在于所述的內(nèi)存操作裝置1設(shè)置在中央處理單元12和內(nèi)存2之間，分別與中央處理單元12和內(nèi)存2連接；所述的內(nèi)存操作裝置1至少包括用以記錄該內(nèi)存操作裝置的各模塊與單元的控制狀態(tài)并接收傳送控制信號的控制模塊20的控制狀態(tài)緩存器；用以接收來自中央處理單元12發(fā)出的內(nèi)存資料地址傳送信號，并予以閂鎖以進行內(nèi)存資料儲存地址比較的地址閂鎖比較模塊22；用以暫時儲存等待被傳送數(shù)據(jù)的緩沖單元24；用以接收控制模塊20所發(fā)出的內(nèi)存操作信號，并依據(jù)該信號發(fā)出控制信號至內(nèi)存，并控制該內(nèi)存進行資料讀寫抹除工作的內(nèi)存控制信號生成模塊26；所述的內(nèi)存操作裝置1內(nèi)，其地址閂鎖比較模塊22的輸入端與中央處理單元12連接，地址閂鎖比較模塊22的輸出端與控制模塊20的輸入端連接，控制模塊20輸出端分別與內(nèi)存控制信號生成模塊26和緩沖單元24連接，內(nèi)存控制信號生成模塊26和緩沖單元24的輸出端分別與內(nèi)存1連接。
上述的內(nèi)存操作裝置1內(nèi)設(shè)置用以產(chǎn)生總線命令和控制信號的總線控制模塊28。
上述的總線控制模塊包括發(fā)送器、接收器及方式控制器。
上述的控制模塊20設(shè)置控制狀態(tài)緩存單元。用以提供該內(nèi)存操作裝置1記錄接收從該中央處理單元12所發(fā)出的內(nèi)存操作指令與操作狀態(tài)，并依據(jù)該操作指令驅(qū)動該內(nèi)存操作裝置1的各模塊與單元接收傳送控制信號。
一種內(nèi)存操作裝置的方法，其特殊之處在于(1)、內(nèi)存操作裝置讀取資料時，其方法如下在讀取資料時，讓地址閂鎖比較模塊22判斷所欲讀取的資料是否儲存在該緩沖單元24內(nèi)，若是，則讓控制模塊20從該緩沖單元24內(nèi)讀取數(shù)據(jù)后，再由總線控制模塊傳送數(shù)據(jù)至接收單元；若否，則讓控制模塊20發(fā)出讀取信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，其生成資料讀取信號至該內(nèi)存，再將所讀取的資料儲存至該緩沖單元24中，通過該總線控制模塊傳送數(shù)據(jù)至該接收單元。
(2)、內(nèi)存操作裝置寫入數(shù)據(jù)時，其方法如下在寫入數(shù)據(jù)時，讓控制模塊20發(fā)出寫入信號至該控制信號生成模塊26；再讓控制信號生成模塊26發(fā)出寫入信號至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存進入寫入資料模式；之后，讓地址閂鎖比較模塊24在該中央處理單元12執(zhí)行第一次寫入時將資料寫入地址予以閂鎖；以及最后，讓控制信號生成模塊26發(fā)送寫入信號及閂鎖地址信號至該內(nèi)存，執(zhí)行資料寫入。
(3)、內(nèi)存操作裝置抹除模式時，其方法如下在抹除模式時，讓控制模塊20將該中央處理單元12所發(fā)出的抹除信號及欲抹除數(shù)據(jù)地址傳送至該控制信號生成模塊26；再讓控制信號生成模塊發(fā)出抹除信號及欲抹除資料地址至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存進入抹除資料模式；最后，讓中央處理單元12判斷該內(nèi)存抹除是否成功。
(4)、內(nèi)存操作裝置讀取識別碼模式時，其方法如下在讀取識別碼模式時，讓控制模塊20將該中央處理單元12所發(fā)出的讀取識別碼信號傳送至該控制信號生成模塊；再讓控制信號生成模塊26發(fā)出讀取識別碼信號至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存送出識別碼資料；最后，讓中央處理單元12讀取該識別碼。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點如下本發(fā)明提供使用者通過硬件控制接口，執(zhí)行內(nèi)存的資料讀取、寫入、抹除及讀取識別碼，從而提升內(nèi)存操作的效率、避免內(nèi)存操作成本增加以及解決操作軟件程序不同版本間兼容性的問題。
參見圖2，為用以顯示該內(nèi)存操作裝置的基本架構(gòu)示意圖；如圖所示，該內(nèi)存操作裝置1包含有控制模塊20、地址閂鎖比較模塊22、緩沖單元24、內(nèi)存控制信號生成模塊26以及總線控制模塊28。該內(nèi)存操作裝置1需連接該中央處理單元12與該內(nèi)存2的信號。其中，該中央處理單元12包含有數(shù)據(jù)總線、地址總線、讀取、寫入、芯片選擇及重設(shè)信號；該內(nèi)存2則包含總線、地址/資料復(fù)用總線、地址閂鎖、命令閂鎖、芯片致能、讀取及寫入等信號。該中央處理單元12對該內(nèi)存2資料的讀取與一般對只讀存儲器(ROM)的方式基本相同。
該控制模塊20包含有控制狀態(tài)緩存單元，用以提供該內(nèi)存操作裝置1記錄接收從該中央處理單元12所發(fā)出的內(nèi)存操作指令與操作狀態(tài)，并依據(jù)該操作指令驅(qū)動該內(nèi)存操作裝置1的各模塊與單元接收傳送控制信號。
該地址閂鎖比較模塊22用以將該中央處理單元12所發(fā)出的內(nèi)存資料地址傳送信號予以閂鎖，并進行內(nèi)存資料儲存地址比較，通過內(nèi)存資料儲存地址的比較以確定欲執(zhí)行操作的該內(nèi)存資料是否存在。
該緩沖單元24是用以提供該內(nèi)存操作裝置1特定的內(nèi)存區(qū)域，保留正等待被傳送的資料。
該內(nèi)存控制信號生成模塊26接收該控制模塊20所發(fā)出的內(nèi)存操作信號并依據(jù)該操作信號發(fā)出一控制信號至該內(nèi)存2，并控制該內(nèi)存2進行資料讀寫抹除的工作。
該總線制模塊28產(chǎn)生總線命令和控制信號且至少包括有發(fā)送器、接收器及方式控制器，用以在該中央處理單元1、該內(nèi)存2及該緩沖單元24間進行資料的傳送接收。
通過該內(nèi)存操作裝置1，在實施該內(nèi)存操作方法的步驟如下所述(1)、讀取資料時，首先，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行讀取的數(shù)據(jù)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22。
其次，讓地址閂鎖比較模塊22判斷該讀取資料地址請求信號所欲讀取的數(shù)據(jù)是否已儲存在該緩沖單元24內(nèi)。若是，則讓控制模塊20從該緩沖單元24內(nèi)讀取數(shù)據(jù)后再通過該總線控制模塊28傳送資料至該中央處理單元12；若否，則讓控制模塊20發(fā)出讀取信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26以生成資料讀取信號至該內(nèi)存2，然后，該內(nèi)存2即會進入一資料讀取模式以將該所欲讀取的資料傳送至該緩沖單元24內(nèi)。通過該總線控制模塊28傳送資料至該中央處理單元12。
在本實施例中，該緩沖單元24分為四個緩沖區(qū)，當所欲讀取的數(shù)據(jù)未儲存在該緩沖單元24的任一緩沖區(qū)時，即從該內(nèi)存2中讀取該資料并放在該緩沖單元24中優(yōu)先級(priority)最低的緩沖區(qū)中，而該緩沖區(qū)的優(yōu)先級是依據(jù)先前優(yōu)先級與目前優(yōu)先級比較后所得的值結(jié)合查表而出，而該查表工作則是通過查表電路202完成的。且每一個緩沖區(qū)均有一特定數(shù)量的字節(jié)為邊界地址，且緩沖區(qū)的地址與資料是同步被更新的。
(2)、寫入資料時，首先，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行寫入的數(shù)據(jù)發(fā)出寫入數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22。
其次，讓地址閂鎖比較模塊22將本次寫入數(shù)據(jù)地址予以閂鎖并傳送請求寫入信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中。
接著，讓控制模塊20發(fā)出請求寫入信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求寫入信號及寫入地址以驅(qū)動該內(nèi)存2進入寫入資料模式。
最后，該中央處理單元12即通過該控制模塊20將欲寫入的資料傳送至該內(nèi)存2。
(3)、抹除資料時，首先，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行抹除的數(shù)據(jù)發(fā)出抹除數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22。
其次，讓地址閂鎖比較模塊22將本次抹除數(shù)據(jù)地址予以閂鎖并傳送請求抹除信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中。
然后，讓控制模塊20發(fā)出請求抹除信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求抹除信號及抹除地址以驅(qū)動該內(nèi)存2執(zhí)行資料抹除。
最后，讓中央處理單元12通過狀態(tài)為內(nèi)存2資料抹除成功與否的判斷。
(4)、識別碼讀取時，首先，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行讀取的識別碼發(fā)出識別碼讀取請求信號至該地址閂鎖比較模塊22。
其次，讓地址閂鎖比較模塊22將本次讀取識別碼地址予以閂鎖并傳送請求讀取識別碼信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中。
接著，讓控制模塊20發(fā)出請求讀取識別碼信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求讀取識別碼信號及讀取識別碼地址以驅(qū)動該內(nèi)存2執(zhí)行讀取識別碼。
最后，讓內(nèi)存2通過該總線控制模塊28傳送識別碼資料至該中央處理單元12，供其讀取。
參見圖3，為顯示本發(fā)明的內(nèi)存操作方法的在執(zhí)行內(nèi)存寫入資料的流程。
步驟1301中，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行讀取的數(shù)據(jù)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22，接著進行步驟1302。
步驟1302中，讓地址閂鎖比較模塊22判斷該讀取資料地址請求信號所欲讀取的數(shù)據(jù)是否已儲存在該緩沖單元24內(nèi)，若否，則進行步驟1303；若是則進至步驟1306。
步驟1303中，讓控制模塊20發(fā)出讀取信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26以生成資料讀取信號至該內(nèi)存2，接著進行步驟1304。
步驟1304中，該內(nèi)存2即會進入資料讀取模式以將該所欲讀取的資料傳送至該緩沖單元24內(nèi)，接著進行步驟1305。
步驟1305中，通過該總線控制模塊28傳送資料至該中央處理單元12。
步驟1306中，讓控制模塊20從該緩沖單元24內(nèi)讀取數(shù)據(jù)后再通過該總線控制模塊28傳送資料至該中央處理單元12。
參見圖4，其是顯示本發(fā)明的內(nèi)存操作方法的在執(zhí)行內(nèi)存讀取資料的流程。
步驟1311中，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行寫入的數(shù)據(jù)發(fā)出寫入數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22，接著進行步驟1312。
步驟1312中，讓地址閂鎖比較模塊22將本次寫入數(shù)據(jù)地址予以閂鎖并傳送請求寫入信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中，接著進行步驟1313。
步驟1313中，讓控制模塊20發(fā)出請求寫入信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求寫入信號及寫入地址以驅(qū)動該內(nèi)存2進入寫入資料模式，接著進行步驟1314。
步驟1314中，該中央處理單元12即通過該控制模塊20將欲寫入的資料傳送至該內(nèi)存2。
參見圖5，其是顯示本發(fā)明的內(nèi)存操作方法的執(zhí)行內(nèi)存抹除資料的流程。
步驟1321中，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行抹除的數(shù)據(jù)發(fā)出抹除數(shù)據(jù)地址請求信號至該地址閂鎖比較模塊22，接著進行步驟1322。
步驟1322中，讓地址閂鎖比較模塊22將本次抹除數(shù)據(jù)地址予以閂鎖并傳送請求抹除信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中，接著進行步驟1323。
步驟1323中，讓控制模塊20發(fā)出請求抹除信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求抹除信號及抹除地址以驅(qū)動該內(nèi)存2執(zhí)行資料抹除，接著進行步驟1324。
步驟1324中，讓中央處理單元12通過狀態(tài)為內(nèi)存2資料抹除成功與否的判斷。
參見圖6，其是顯示本發(fā)明的內(nèi)存操作方法的執(zhí)行內(nèi)存讀取識別碼的流程。
步驟1331中，讓中央處理單元12依據(jù)使用者所欲執(zhí)行讀取的識別碼發(fā)出識別碼讀取請求信號至該地址閂鎖比較模塊22，接著進行步驟1332。
步驟1332中，讓地址閂鎖比較模塊22將本次讀取識別碼地址予以閂鎖并傳送請求讀取識別碼信號至該控制模塊20的該控制狀態(tài)緩存單元中，接著進行步驟1333。
步驟1333中，讓控制模塊20發(fā)出請求讀取識別碼信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊26，通過該內(nèi)存控制信號生成模塊26發(fā)出請求讀取識別碼信號及讀取識別碼地址以驅(qū)動該內(nèi)存2執(zhí)行讀取識別碼，接著進行步驟1334。
步驟1334中，讓內(nèi)存2通過該總線控制模塊28傳送識別碼資料至該中央處理單元12，供其讀取。
以上所述僅為本發(fā)明的內(nèi)存操作方法以及裝置的較佳實施例，非用以限定本發(fā)明的實質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的范圍。當然，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上的一些簡單變形的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)存操作裝置，其特征在于所述的內(nèi)存操作裝置(1)設(shè)置在中央處理單元(12)和內(nèi)存(2)之間，分別與中央處理單元(12)和內(nèi)存(2)連接；所述的內(nèi)存操作裝置(1)至少包括用以記錄該內(nèi)存操作裝置的各模塊與單元的控制狀態(tài)并接收傳送控制信號的控制模塊(20)的控制狀態(tài)緩存器；用以接收來自中央處理單元(12)發(fā)出的內(nèi)存資料地址傳送信號，并予以閂鎖以進行內(nèi)存資料儲存地址比較的地址閂鎖比較模塊(22)；用以暫時儲存等待被傳送數(shù)據(jù)的緩沖單元(24)；用以接收控制模塊(20)所發(fā)出的內(nèi)存操作信號，并依據(jù)該信號發(fā)出控制信號至內(nèi)存，并控制該內(nèi)存進行資料讀寫抹除工作的內(nèi)存控制信號生成模塊(26)；所述的內(nèi)存操作裝置(1)內(nèi)，其地址閂鎖比較模塊(22)的輸入端與中央處理單元(12)連接，地址閂鎖比較模塊(22)的輸出端與控制模塊(20)的輸入端連接，控制模塊(20)輸出端分別與內(nèi)存控制信號生成模塊(26)和緩沖單元(24)連接，內(nèi)存控制信號生成模塊(26)和緩沖單元(24)的輸出端分別與內(nèi)存(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)存操作裝置，其特征在于所述的內(nèi)存操作裝置(1)內(nèi)設(shè)置用以產(chǎn)生總線命令和控制信號的總線控制模塊(28)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種內(nèi)存操作裝置，其特征在于所述的總線控制模塊包括發(fā)送器、接收器及方式控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種內(nèi)存操作裝置，其特征在于所述的控制模塊(20)設(shè)置控制狀態(tài)緩存單元。用以提供該內(nèi)存操作裝置1記錄接收自該中央處理單元(12)所發(fā)出的內(nèi)存操作指令與操作狀態(tài)，并依據(jù)該操作指令驅(qū)動該內(nèi)存操作裝置(1)的各模塊與單元接收傳送控制信號。
5.一種利用如權(quán)利要求1所述的內(nèi)存操作裝置的方法，其特征在于(1)、內(nèi)存操作裝置讀取資料時，其方法如下在讀取資料時，讓地址閂鎖比較模塊(22)判斷所欲讀取的資料是否儲存于該緩沖單元(24)內(nèi)，若是，則令該控制模塊(20)自該緩沖單元(24)內(nèi)讀取數(shù)據(jù)后，再由總線控制模塊傳送數(shù)據(jù)至接收單元；若否，則讓控制模塊(20)發(fā)出讀取信號至該內(nèi)存控制信號生成模塊(26)，其生成資料讀取信號至該內(nèi)存，再將所讀取的資料儲存至該緩沖單元(24)中，通過該總線控制模塊傳送數(shù)據(jù)至該接收單元。(2)、內(nèi)存操作裝置寫入數(shù)據(jù)時，其方法如下在寫入數(shù)據(jù)時，讓控制模塊(20)發(fā)出寫入信號至該控制信號生成模塊(26)；再讓控制信號生成模塊(26)發(fā)出寫入信號至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存進入寫入資料模式；之后，讓地址閂鎖比較模塊(24)在該中央處理單元(12)執(zhí)行第一次寫入時將資料寫入地址予以閂鎖；以及最后，讓控制信號生成模塊(26)發(fā)送寫入信號及閂鎖地址信號至該內(nèi)存，執(zhí)行資料寫入。(3)、內(nèi)存操作裝置抹除模式時，其方法如下在抹除模式時，讓控制模塊(20)將該中央處理單元(12)所發(fā)出的抹除信號及欲抹除數(shù)據(jù)地址傳送至該控制信號生成模塊(26)；再讓控制信號生成模塊發(fā)出抹除信號及欲抹除資料地址至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存進入抹除資料模式；最后，令該中央處理單元(12)判斷該內(nèi)存抹除是否成功。(4)、內(nèi)存操作裝置讀取識別碼模式時，其方法如下在讀取識別碼模式時，讓控制模塊(20)將該中央處理單元(12)所發(fā)出的讀取識別碼信號傳送至該控制信號生成模塊；再讓控制信號生成模塊(26)發(fā)出讀取識別碼信號至該內(nèi)存，讓該內(nèi)存送出識別碼資料；最后，令該中央處理單元(12)讀取該識別碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)存操作方法以及裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于反及閃存的操作是采取以軟件控制來產(chǎn)生操作時序的方法，操作流程較為復(fù)雜且效率低。本發(fā)明至少包括控制模塊，地址閂鎖比較模塊，用以暫時儲存等待被傳送數(shù)據(jù)的緩沖單元，內(nèi)存控制信號生成模塊；其使地址閂鎖比較模塊判斷所欲讀取的資料是否儲存于緩沖區(qū)內(nèi)，若是，則使控制模塊從該緩沖區(qū)內(nèi)讀取資料后，由總線控制器傳送資料至接收單元；若否，則使該控制器發(fā)出讀取信號至內(nèi)存控制信號生成模塊，生成資料讀取信號至內(nèi)存，再將所讀取的資料儲存至該緩沖區(qū)中以通過該總線控制器傳送資料至該接收單元。因而本發(fā)明提升內(nèi)存操作的效率、避免內(nèi)存操作成本增加以及解決操作軟件程序不同版本間兼容性的問題。
文檔編號G06F12/00GK1455337SQ0313420
公開日2003年11月12日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者陳淮琰, 肖堅 申請人:無敵科技(西安)有限公司