基于硬件损耗均衡算法的片上Nor Flash控制器设计
发布时间：2019-08-24 08:43
【摘要】：得益于闪存(Flash)所具有的大容量、高速度、低功耗、非易失性等优点,它正在人们的日常生活中占据着越来越多、越来越重要的位置。由于Flash在更新数据之前,必须要先对其所在块进行擦除操作,而每一个块的擦除次数是有上限的。如果在Flash的使用过程中,对某一些块的擦写相比于对其它块更加频繁,那么这些块将更早坏掉,从而缩短了整片Flash的使用寿命。如果将对Flash的擦写均匀分布到Flash各块上,使得长期看来各块的擦除次数相近,就可以较大地延长Flash的使用寿命,此即Flash的损耗均衡。本文设计了 一款基于硬件损耗均衡算法的片上Nor Flash控制器,在硬件层面实现了Flash损耗均衡算法,相比于通常软件实现的损耗均衡算法,大大减少了芯片软件层面的开销。文中通过Verilog语言实现了损耗均衡、地址映射、垃圾回收、Flash接口等四个模块,每次写操作到来时通过堆排序寻找擦写次数最小的块,将其物理地址与虚拟地址对应并更新到地址映射表,并在垃圾块达到一定数量时进行回收操作,从而实现Flash的损耗均衡。文中还基于该Flash控制器构建了 SoC,以对Flash硬件损耗均衡的可行性和性能进行验证。最后,实验结果表明,硬件实现的损耗均衡算法在初始化、堆删除、读操作的时间消耗上分别比软件算法最多快了 14、16.4、17.8倍,获得了较大的速度提升,并且对Flash的读写操作没有造成太大影响。
【图文】：
２．２逦Ｆｌａｓｈ存储单元基本原理逡逑与ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ邋—样，Ｆｌａｓｈ存储单元的基本物理结构同样是基于浮栅（Ｆｌｏａｔｉｎｇ逡逑Ｇａｔｅ）。如图２．１所示，类似于一般的场效应管，Ｆｌａｓｈ存储单元也是电压控制型的三端器逡逑件，包含源极、漏极、栅极三个端口。以图示为例，通过在硅基上嵌入Ｎ型半导体作为衬逡逑５逡逑
与ＮａｎｄＦｌａｓｈ类似，每块ＮｏｒＦｌａｓｈ芯片也由许多块组成，这里称为Ｓｅｃｔｏｒ。k我桓隹殄义弦舶舾梢常ǎ校幔纾澹且话阋呈仙伲缫灰郴蛄揭场Ｓ耄危幔睿洌疲欤幔螅璨煌氖牵危铮蝈义希疲欤幔螅杳恳桓鲆持胁⒚挥校希希虑颍慷际侵鞔娲⑶缤迹玻础Ｒ粤缱庸荆ǎ眨睿椋簦澹溴义希停椋悖颍铮澹欤澹悖簦颍铮睿椋悖箦澹茫铮颍穑铮颍幔簦椋铮睿眨停茫┑腻澹玻湾澹拢簦澹箦宓钠襄澹危铮蝈澹疲欤幔螅桢逦湟还舶澹玻隋义细觯樱澹悖簦铮颍扛觯樱澹悖簦铮虬哺觯校幔纾澹恳炒笮∥担保插澹拢簦澹蟆ｅ义希稿义
本文编号：2528851
【图文】：
２．２逦Ｆｌａｓｈ存储单元基本原理逡逑与ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ邋—样，Ｆｌａｓｈ存储单元的基本物理结构同样是基于浮栅（Ｆｌｏａｔｉｎｇ逡逑Ｇａｔｅ）。如图２．１所示，类似于一般的场效应管，Ｆｌａｓｈ存储单元也是电压控制型的三端器逡逑件，包含源极、漏极、栅极三个端口。以图示为例，通过在硅基上嵌入Ｎ型半导体作为衬逡逑５逡逑
与ＮａｎｄＦｌａｓｈ类似，每块ＮｏｒＦｌａｓｈ芯片也由许多块组成，这里称为Ｓｅｃｔｏｒ。k我桓隹殄义弦舶舾梢常ǎ校幔纾澹且话阋呈仙伲缫灰郴蛄揭场Ｓ耄危幔睿洌疲欤幔螅璨煌氖牵危铮蝈义希疲欤幔螅杳恳桓鲆持胁⒚挥校希希虑颍慷际侵鞔娲⑶缤迹玻础Ｒ粤缱庸荆ǎ眨睿椋簦澹溴义希停椋悖颍铮澹欤澹悖簦颍铮睿椋悖箦澹茫铮颍穑铮颍幔簦椋铮睿眨停茫┑腻澹玻湾澹拢簦澹箦宓钠襄澹危铮蝈澹疲欤幔螅桢逦湟还舶澹玻隋义细觯樱澹悖簦铮颍扛觯樱澹悖簦铮虬哺觯校幔纾澹恳炒笮∥担保插澹拢簦澹蟆ｅ义希稿义
本文编号：2528851
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2528851.html
