基于串行FRAM的固态存储器构建
发布时间：2021-07-01 18:44
为简化嵌入式系统利用NAND闪存保存大容量数据的设计复杂性,提出一种利用铁电随机存储器（FRAM）构建固态存储器实现快速高效存取的方法。制定串行FRAM与RAM相结合的最优存储协议,给出查询存储器块的概念和串行FRAM存储数据的快速查询算法,介绍串行FRAM与RAM相结合的存储协议和FM24W256的块读写算法。51单片机的电机驱动总成载重测试仪设计与工业性实验结果表明,利用FRAM设计的固态存储器,具有软硬件开销小、存取速度快、实现简单可靠的特点,能满足嵌入式系统长期存储的要求。
【文章来源】：计算机工程. 2015,41(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
电机驱动总成载重测试仪系统结构框图
计算机工程2015年3月15日图1电机驱动总成载重测试仪系统结构框图由图1可见,测试仪采用主、从双单片机结构,满足实时处理要求。主单片机控制A/D转换器周期采样称重传感器调理信号,霍尔电流传感器调理信号,温度传感器调理信号,累计单位时间内电机转速脉冲个数,进行标度变换和BCD变换,变换为BCD码格式测试数据,快速发送给从单片机进行数据缓存、实时显示、数据保存。主、从单片机通过模拟SPI接口进行实时通信。制定多字节同步字符通信协议和从机防死锁机构,实现了同步、可靠通信。内存RAM开辟显示数据缓存区和查询数据缓冲区。显示数据缓存区存放实时采集的测试数据、实时时钟时间值和实时计算产生的载重特性数据。键盘与LCD交互菜单中的测试数据命令激活实时显示测试数据、载重特性数据以及测试周期累计值。保存命令激活单片机与FM24W256之间建立I2C总线读写时序操作,将测试开始实时时钟时间值,载重特性数据和测试周期累计值一起作为一条测试记录保存到FM24W256指定存储区。查询命令激活单片机与FM24W256之间建立I2C总线读时序操作,将FM24W256中对应查询关键字可能覆盖的一个局部存储块中的所有记录均读到查询数据缓冲区中,以便在内存中高效查询,快速找到相匹配的一条或若干条测试记录,送LCD屏调阅显示。打印命令可以将调阅的历史记录打印输出。4串行FRAM存取特性串行FRAM存储结构和存取特性决定了查询数据必须先读出后加载到系统存储级内存才能查询。串行FRAM的
计算机工程2015年3月15日元中。索引号的计算公式为:若本测试数据的日号=上一条测试记录的日号,且上一条测试记录的日记录号<日记录号上限,且上一条测试记录的月记录号<月记录号上限,则本测试数据日记录号=(上一条测试记录的日记录号+1),且本测试数据月记录号=(上一条测试记录的月记录号+1),否则,本测试数据不能保存。若本测试数据的日号(上一条测试记录的日号,且上一条测试记录的月记录号<月记录号上限,则本测试数据日纪录号=1,本测试数据月记录号=(上一条测试记录的月记录号+1),否则,本测试数据不能保存。RAM和FRAM的映射图如图7所示。RAM数据空间的查询存储块内存缓冲器用于缓存从FRAM读出的多条测试记录,便于高效查询。图7RAM和FRAM的映射图5.2FRAM存储协议FRAM存储协议包括制定测试记录存储格式,确定查询存储器块容量,设置查询索引号单元等。(1)测试记录存储格式由图7可知,FRAM的测试记录存储格式就是内存测试数据存储格式的连续映射。由串行FRAM的存取特性可知,从FRAM存储器中一次连续读多条记录的效率远远大于一次读一条记录。又从内存存储协议可知,每条记录保存有月记录号和日记录号,将一个月的所有记录作为一个查询存储器块一次连续读出加载到内存再查询,综合查询效率最高。因此,可确定一个查询存储器块容量Sb为:Sb=N×D(1)其中,N为月记录号;D为日记录号。将FRAM存储器按每年12个月划分为12个存储器块,就可以制定出测试记录存储格式。以典型I
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于铁电存储器的弹载数据高速存储系统研究[J]. 黄建军,张志安,陈俊,沈磊,于广征. 测试技术学报. 2013(01)
[2]基于STC12C5A60S2单片机的LED显示屏硬件设计[J]. 刘晋,王政林,薛凯方. 微型机与应用. 2011(22)
[3]24C系列串行EEPROM与单片机的接口设计及应用[J]. 刘静,王计元. 上海电力学院学报. 2011(04)
[4]高速大容量固态存储器设计[J]. 陆浩,王振占. 计算机工程. 2011(15)
[5]嵌入式Linux下的FRAM驱动程序设计[J]. 孙宇航,秦贵和,于新波,范铁虎,和为民. 计算机工程. 2011(11)
[6]微小卫星星上数据存储单元设计与实现[J]. 袁春柱,朱庄生,孙科. 数据采集与处理. 2010(S1)
[7]铁电存储器在机舱油气浓度数据记录仪的应用[J]. 林春平,张兴龙. 中国航海. 2010(01)
[8]CCS环境两次编程实现DSP串行EEPROM自举的方法[J]. 朱磊. 微计算机应用. 2010(02)
[9]双口RAM用于闪存实时数据存储研究[J]. 梁亚军,刘培基. 青岛大学学报(工程技术版). 2008(02)
[10]非易失存储器NAND Flash及其在嵌入式系统中的应用[J]. 马丰玺,杨斌,卫洪春. 计算机技术与发展. 2007(01)
本文编号：3259668
【文章来源】：计算机工程. 2015,41(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
电机驱动总成载重测试仪系统结构框图
计算机工程2015年3月15日图1电机驱动总成载重测试仪系统结构框图由图1可见,测试仪采用主、从双单片机结构,满足实时处理要求。主单片机控制A/D转换器周期采样称重传感器调理信号,霍尔电流传感器调理信号,温度传感器调理信号,累计单位时间内电机转速脉冲个数,进行标度变换和BCD变换,变换为BCD码格式测试数据,快速发送给从单片机进行数据缓存、实时显示、数据保存。主、从单片机通过模拟SPI接口进行实时通信。制定多字节同步字符通信协议和从机防死锁机构,实现了同步、可靠通信。内存RAM开辟显示数据缓存区和查询数据缓冲区。显示数据缓存区存放实时采集的测试数据、实时时钟时间值和实时计算产生的载重特性数据。键盘与LCD交互菜单中的测试数据命令激活实时显示测试数据、载重特性数据以及测试周期累计值。保存命令激活单片机与FM24W256之间建立I2C总线读写时序操作,将测试开始实时时钟时间值,载重特性数据和测试周期累计值一起作为一条测试记录保存到FM24W256指定存储区。查询命令激活单片机与FM24W256之间建立I2C总线读时序操作,将FM24W256中对应查询关键字可能覆盖的一个局部存储块中的所有记录均读到查询数据缓冲区中,以便在内存中高效查询,快速找到相匹配的一条或若干条测试记录,送LCD屏调阅显示。打印命令可以将调阅的历史记录打印输出。4串行FRAM存取特性串行FRAM存储结构和存取特性决定了查询数据必须先读出后加载到系统存储级内存才能查询。串行FRAM的
计算机工程2015年3月15日元中。索引号的计算公式为:若本测试数据的日号=上一条测试记录的日号,且上一条测试记录的日记录号<日记录号上限,且上一条测试记录的月记录号<月记录号上限,则本测试数据日记录号=(上一条测试记录的日记录号+1),且本测试数据月记录号=(上一条测试记录的月记录号+1),否则,本测试数据不能保存。若本测试数据的日号(上一条测试记录的日号,且上一条测试记录的月记录号<月记录号上限,则本测试数据日纪录号=1,本测试数据月记录号=(上一条测试记录的月记录号+1),否则,本测试数据不能保存。RAM和FRAM的映射图如图7所示。RAM数据空间的查询存储块内存缓冲器用于缓存从FRAM读出的多条测试记录,便于高效查询。图7RAM和FRAM的映射图5.2FRAM存储协议FRAM存储协议包括制定测试记录存储格式,确定查询存储器块容量,设置查询索引号单元等。(1)测试记录存储格式由图7可知,FRAM的测试记录存储格式就是内存测试数据存储格式的连续映射。由串行FRAM的存取特性可知,从FRAM存储器中一次连续读多条记录的效率远远大于一次读一条记录。又从内存存储协议可知,每条记录保存有月记录号和日记录号,将一个月的所有记录作为一个查询存储器块一次连续读出加载到内存再查询,综合查询效率最高。因此,可确定一个查询存储器块容量Sb为:Sb=N×D(1)其中,N为月记录号;D为日记录号。将FRAM存储器按每年12个月划分为12个存储器块,就可以制定出测试记录存储格式。以典型I
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于铁电存储器的弹载数据高速存储系统研究[J]. 黄建军,张志安,陈俊,沈磊,于广征. 测试技术学报. 2013(01)
[2]基于STC12C5A60S2单片机的LED显示屏硬件设计[J]. 刘晋,王政林,薛凯方. 微型机与应用. 2011(22)
[3]24C系列串行EEPROM与单片机的接口设计及应用[J]. 刘静,王计元. 上海电力学院学报. 2011(04)
[4]高速大容量固态存储器设计[J]. 陆浩,王振占. 计算机工程. 2011(15)
[5]嵌入式Linux下的FRAM驱动程序设计[J]. 孙宇航,秦贵和,于新波,范铁虎,和为民. 计算机工程. 2011(11)
[6]微小卫星星上数据存储单元设计与实现[J]. 袁春柱,朱庄生,孙科. 数据采集与处理. 2010(S1)
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[8]CCS环境两次编程实现DSP串行EEPROM自举的方法[J]. 朱磊. 微计算机应用. 2010(02)
[9]双口RAM用于闪存实时数据存储研究[J]. 梁亚军,刘培基. 青岛大学学报(工程技术版). 2008(02)
[10]非易失存储器NAND Flash及其在嵌入式系统中的应用[J]. 马丰玺,杨斌,卫洪春. 计算机技术与发展. 2007(01)
本文编号：3259668
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