專利名稱：一種系統(tǒng)級芯片利用nand閃存啟動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)級芯片利用NAND閃存啟動的方法。
背景技術(shù)：
NAND閃存是flash內(nèi)存的一種，其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效的解決方案。NAND-flash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲，因而在業(yè)界得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等。然而，當(dāng)前的系統(tǒng)級芯片-SoC(System on Chip) 一般支持直接從NAND閃存啟動， 并支持盡可能多的NAND閃存。但由于NAND閃存技術(shù)發(fā)展較快，NAND閃存器件提供商也越來越多，NAND閃存的標(biāo)識沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致當(dāng)初已固化的SoC并不一定都支持最新的 NAND閃存。SoC從NAND閃存啟動需事先讀取NAND閃存的一些規(guī)格信息，包括數(shù)據(jù)總線寬度、 地址寬度、頁大小、空閑區(qū)大小、ECC(錯誤檢查和糾正)強(qiáng)度信息和擦除塊大小。如圖1所示NAND-Flash ±夬結(jié)構(gòu)圖。圖1中，頁大小(Page Size)可以是小頁512B和大頁2048B、 4096B、8192B(字節(jié))；空閑區(qū)大小可以是16B、64B、128B、218B、216B、224B或未來其它字節(jié)數(shù)，空閑區(qū)用以存儲包括ECC強(qiáng)度信息和壞塊標(biāo)記；NAND閃存以頁為單位讀寫數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)，為了跳過不可靠塊或壞塊，擦除塊大小需要被標(biāo)識，擦除塊大小包括一個塊64頁或者一個塊1 頁或更多。目前常用的NAND閃存規(guī)格信息標(biāo)識方法有以下幾種1、增加啟動模式管腳(Boot Mode Pins)，例如三星公司的S3C6410芯片的啟動模式支持NAND閃存512B-3、512B-4、2KB-5、5KB-5，分別是頁大小512字節(jié)3個地址，512字節(jié) 4個地址，2048字節(jié)5個地址，4096字節(jié)5個地址。它的缺點是只支持8位數(shù)據(jù)總線寬度的 NAND且不支持16位寬度的NAND閃存。又如中飛思卡爾i. MX31的兩個啟動管腳分別表示頁大小512或2048字節(jié)，數(shù)據(jù)總線寬度8或16位。但該方法靈活性較差，將給SoC增加了額外的管腳，且所支持的NAND閃存種類有限。2、通過讀取NAND閃存的IDs，包括廠商碼，設(shè)備碼，擴(kuò)展碼，來識別NAND閃存的規(guī)格。如Read ID(90H)命令(不需要任何參數(shù))被所有的NAND閃存閃存所支持。TI的 0MAP3430采用此方法，但硅片(die)在4GB及其以上的NAND閃存開始不遵循以往的編碼規(guī)定。ONFI (Open Nand flash Interface)標(biāo)準(zhǔn)的NAND閃存雖然有統(tǒng)一的編碼，但幾乎沒得到應(yīng)用，尤其是ONFI 1.X。3、君正JZ4760Aburst650使用了一種復(fù)雜的方法標(biāo)識NAND閃存，基本做到了能從任意一種的NAND閃存啟動，但該方法的缺點是(1)、標(biāo)識信息雖然有響應(yīng)的ECC保護(hù)，但在實際啟動讀取這些標(biāo)識信息時，沒用且無法用ECC進(jìn)行錯誤檢查和糾正。只能利用本身的冗余字節(jié)來規(guī)避NAND閃存的讀取錯誤；
O)、啟動速度慢，要試錯讀多次才可能獲取標(biāo)識信息，由于小頁(512字節(jié))和大頁NAND閃存的讀序列不同；地址寬度需要進(jìn)行多次嘗試獲?。凰捎玫墓潭∕-bit ECC進(jìn)行錯誤檢查和糾正影響啟動速度。(3)、缺少擦除塊大小信息，不具備跳過不可靠塊或壞塊的功能特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低成本、可靠性高且易于使用的NAND閃存的標(biāo)識方法， 以便快速啟動系統(tǒng)級芯片。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)級芯片利用NAND閃存啟動的方法，其特征在于從NAND閃存讀取啟動標(biāo)頭(Boot Header)信息，根據(jù)啟動標(biāo)頭信息讀取NAND閃存中的啟動代碼，執(zhí)行啟動代碼。根據(jù)本發(fā)明的方法可以用較小的代價來標(biāo)識NAND的規(guī)格信息，使得系統(tǒng)級芯片能從任意新型的NAND啟動，同時仍保持使用足夠的ECC強(qiáng)度保護(hù)用戶標(biāo)識的信息，可靠性高。系統(tǒng)級芯片總是能夠按照大頁的方式序列讀出啟動標(biāo)頭及其ECC碼，根據(jù)啟動標(biāo)頭所標(biāo)識的信息，系統(tǒng)級芯片可以正常讀出主區(qū)域中的啟動代碼，并執(zhí)行啟動代碼。


通過以下結(jié)合附圖以舉例方式對本發(fā)明的具體實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特征、特點和優(yōu)點將會更加明顯。附圖中圖1為NAND閃存塊結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一實施例的NAND閃存結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明另一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明另一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式圖2為本發(fā)明一實施例的NAND閃存結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，NAND的第一塊的第一頁中的前半部分用于存放啟動標(biāo)頭(Boot Header)信息、錯誤檢查和糾正(ECC)碼，啟動標(biāo)頭和它的ECC碼具有固定的長度，例如啟動標(biāo)頭采用512byte，ECC碼采用16-byte。優(yōu)選地， ECC碼采用8-bit糾錯的BCH算法，NAND的第一塊的第二頁用于存放啟動代碼(Boot loader code)，相應(yīng)的空閑區(qū)部分用于存放啟動代碼相應(yīng)的ECC碼。啟動標(biāo)頭用于標(biāo)識NAND閃存的頁大小信息、空閑區(qū)大小信息、擦除塊大小信息、 地址寬度信息、ECC模式信息、預(yù)留信息以及ECC強(qiáng)度信息。NAND閃存規(guī)格信息中的數(shù)據(jù)總線寬度不需要標(biāo)識，由于數(shù)據(jù)總線寬度廣泛運(yùn)用8-bit NAND閃存，若要支持16-bit NAND 閃存可以通過Read ID的方法來獲取NAND閃存的設(shè)備碼或廠商碼，因為廠商碼、設(shè)備碼的編碼已經(jīng)得到很好的遵循。啟動時，系統(tǒng)級芯片從NAND-Flash閃存讀取啟動標(biāo)頭信息，根據(jù)啟動標(biāo)頭信息讀取NAND-Flash閃存中的啟動代碼，執(zhí)行啟動代碼。
在NAND-Flash閃存存儲有所述啟動標(biāo)頭信息的ECC碼的情況下，從NAND-Flash 閃存讀取ECC碼，并且根據(jù)ECC碼對啟動標(biāo)頭信息糾錯。在NAND-Flash閃存存儲有啟動代碼的ECC碼的情況下，從NAND-Flash閃存中讀取ECC碼并且根據(jù)ECC碼對啟動代碼糾錯。根據(jù)本發(fā)明，可以采用不同的NAND閃存的啟動頭標(biāo)，以適用不同類型的NAND閃存。圖3為本發(fā)明一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖。圖3示意了長度為 512-byte的啟動標(biāo)頭和長度為16-byte的ECC碼。啟動標(biāo)頭中的頁大小采用4_byte長度來標(biāo)識信息，如NAND閃存的每頁為2048-byte的定義為大頁，需要在啟動標(biāo)頭中被標(biāo)識，小頁(512-byte)NAND閃存無需標(biāo)識，通過Read ID的方法來區(qū)分；空閑區(qū)大小采用4_byte長度來標(biāo)識信息，當(dāng)需要自動計算ECC強(qiáng)度時需要標(biāo)識(不同的ECC強(qiáng)度需要占用不同大小的空閑區(qū))。擦除塊大小采用4-byte長度來標(biāo)識信息，NAND閃存是以頁為單位讀寫數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)，以便跳過不可靠塊或壞塊；地址寬度采用Ι-byte長度來標(biāo)識信息， 早期NAND閃存只接受固定的地址寬度，3個或4個字節(jié)地址，但同時那個時期的NAND閃存有著規(guī)范的編碼方式，通過Read ID的方式可以區(qū)分地址寬度。最新的NAND閃存總是能夠接受5個字節(jié)的地址寬度，即使多余，也能夠被忽略掉最后一行，所以地址寬度可以標(biāo)識出來，以加快啟動速度。ECC模式采用Ι-byte長度來標(biāo)識信息，選擇將讀出的啟動代碼所采用的ECC算法，例如ECC的值為OxFF，則根據(jù)頁大小和空閑區(qū)大小的值來選擇最強(qiáng)度的ECC 算法。啟動標(biāo)頭中的498-byte做為預(yù)留備用。啟動標(biāo)頭相應(yīng)的ECC采用3_byte做為預(yù)留備用，采用13-byte長度來標(biāo)識ECC強(qiáng)度信息，為了加快啟動速度而使用用戶指定的ECC算法，如指定8-bit的BCH算法，需要進(jìn)行標(biāo)識。圖4為本發(fā)明另一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖。圖4示意了長度為 512-byte的啟動標(biāo)頭和長度為256_byte的ECC。啟動標(biāo)頭中的頁大小采用4_byte長度來標(biāo)識信息；空閑區(qū)大小采用4-byte長度來標(biāo)識信息；擦除塊大小采用4-byte長度來標(biāo)識信息；地址寬度采用Ι-byte長度來標(biāo)識信息；ECC模式采用l_byte長度來標(biāo)識信息，選擇將讀出的啟動代碼所采用的ECC算法；啟動標(biāo)頭中的498-byte做為預(yù)留備用。啟動標(biāo)頭相應(yīng)的ECC采用217-byte做為預(yù)留備用，采用39-byte長度來標(biāo)識ECC強(qiáng)度信息，為了加快啟動速度而使用用戶指定的ECC算法，如指定M-bit的BCH算法，需要進(jìn)行標(biāo)識。圖5為本發(fā)明另一實施例的NAND閃存的啟動頭標(biāo)結(jié)構(gòu)圖。圖5示意了長度為 256-byte的啟動標(biāo)頭和長度為256_byte的ECC。啟動標(biāo)頭中的頁大小采用4_byte長度來標(biāo)識信息；空閑區(qū)大小采用4-byte長度來標(biāo)識信息；擦除塊大小采用4-byte長度來標(biāo)識信息；地址寬度采用Ι-byte長度來標(biāo)識信息；ECC模式采用l_byte長度來標(biāo)識信息，選擇將讀出的啟動代碼所采用的ECC算法；啟動標(biāo)頭中做為預(yù)留備用。啟動標(biāo)頭相應(yīng)的ECC采用220-byte做為預(yù)留備用，采用36-byte長度來標(biāo)識ECC強(qiáng)度信息，為了加快啟動速度而使用用戶指定的ECC算法，如指定M-bit的BCH算法，需要進(jìn)行標(biāo)識。顯而易見，在不偏離本發(fā)明專利的真實精神和范圍的前提下，在此描述的本發(fā)明專利可以有許多變化。因此，所有對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明專利所要求保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)級芯片利用NAND閃存啟動的方法，其特征在于從NAND閃存讀取啟動標(biāo)頭信息，根據(jù)啟動標(biāo)頭信息讀取NAND閃存中的啟動代碼，執(zhí)行啟動代碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動方法，其特征在于NAND閃存存儲有所述啟動標(biāo)頭信息的 ECC碼，所述從NAND閃存讀取啟動標(biāo)頭信息的步驟包括讀取ECC碼并且根據(jù)ECC碼對啟動標(biāo)頭信息糾錯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的啟動方法，其特征在于ECC碼的空間大小因算法而不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動方法，其特征在于NAND閃存存儲有所述啟動代碼的ECC 碼，所述讀取NAND閃存中的啟動代碼的步驟包括讀取ECC碼并且根據(jù)ECC碼對啟動代碼糾講T曰ο
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述的方法，其特征在于所述ECC碼包括BCH算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動方法，其特征在于所述啟動標(biāo)頭信息和/或所述啟動標(biāo)頭信息的ECC碼設(shè)置在NAND閃存第一塊的第一頁中的前半部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動方法，其特征在于所述啟動標(biāo)頭信息包括頁大小、空閑區(qū)大小、擦除塊大小、地址寬度以及ECC模式中的一個或數(shù)個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括通過讀取ID的方式來獲取數(shù)據(jù)總線寬度、地址寬度和小頁信息中的一個或多個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)級芯片利用NAND閃存啟動的方法，其特征在于從NAND閃存讀取啟動標(biāo)頭信息，根據(jù)啟動標(biāo)頭信息讀取NAND閃存中的啟動代碼，執(zhí)行啟動代碼。根據(jù)本發(fā)明的方法可以用較小的代價來標(biāo)識NAND閃存的規(guī)格信息，使得系統(tǒng)級芯片能從任意新型的NAND閃存啟動，同時仍保持使用足夠的ECC強(qiáng)度保護(hù)用戶標(biāo)識的信息，可靠性高。
文檔編號G06F9/445GK102163158SQ20111011117
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者陸偉 申請人:北京凡達(dá)訊科技有限公司