【摘要】：得益于閃存(Flash)所具有的大容量、高速度、低功耗、非易失性等優(yōu)點,它正在人們的日常生活中占據(jù)著越來越多、越來越重要的位置。由于Flash在更新數(shù)據(jù)之前,必須要先對其所在塊進行擦除操作,而每一個塊的擦除次數(shù)是有上限的。如果在Flash的使用過程中,對某一些塊的擦寫相比于對其它塊更加頻繁,那么這些塊將更早壞掉,從而縮短了整片F(xiàn)lash的使用壽命。如果將對Flash的擦寫均勻分布到Flash各塊上,使得長期看來各塊的擦除次數(shù)相近,就可以較大地延長Flash的使用壽命,此即Flash的損耗均衡。本文設計了 一款基于硬件損耗均衡算法的片上Nor Flash控制器,在硬件層面實現(xiàn)了Flash損耗均衡算法,相比于通常軟件實現(xiàn)的損耗均衡算法,大大減少了芯片軟件層面的開銷。文中通過Verilog語言實現(xiàn)了損耗均衡、地址映射、垃圾回收、Flash接口等四個模塊,每次寫操作到來時通過堆排序?qū)ふ也翆懘螖?shù)最小的塊,將其物理地址與虛擬地址對應并更新到地址映射表,并在垃圾塊達到一定數(shù)量時進行回收操作,從而實現(xiàn)Flash的損耗均衡。文中還基于該Flash控制器構建了 SoC,以對Flash硬件損耗均衡的可行性和性能進行驗證。最后,實驗結果表明,硬件實現(xiàn)的損耗均衡算法在初始化、堆刪除、讀操作的時間消耗上分別比軟件算法最多快了 14、16.4、17.8倍,獲得了較大的速度提升,并且對Flash的讀寫操作沒有造成太大影響。
【圖文】：

２．２邐Ｆｌａｓｈ存儲單元基本原理逡逑與ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ邋—樣，Ｆｌａｓｈ存儲單元的基本物理結構同樣是基于浮柵（Ｆｌｏａｔｉｎｇ逡逑Ｇａｔｅ）。如圖２．１所示，類似于一般的場效應管，Ｆｌａｓｈ存儲單元也是電壓控制型的三端器逡逑件，包含源極、漏極、柵極三個端口。以圖示為例，通過在硅基上嵌入Ｎ型半導體作為襯逡逑５逡逑

與ＮａｎｄＦｌａｓｈ類似，每塊ＮｏｒＦｌａｓｈ芯片也由許多塊組成，這里稱為Ｓｅｃｔｏｒ。k我桓隹殄義弦舶舾梢常ǎ校幔紓澹且話鬩呈仙�，瓤壔页或两覉觯与ＮａｎｄＦe幔螅璨煌氖牽危錚蟈義希疲歟幔螅杳懇桓鲆持脅⒚揮校希希慮潁慷際侵鞔媧⑶�，壤_跡玻礎Ｒ粵繾庸荊ǎ眨睿椋簦澹溴義希停椋悖潁錚澹歟澹悖簦潁錚睿椋悖簀澹茫錚潁穡錚潁幔簦椋錚�，ＵＭＣ）的佸２冲n簦澹簀宓鈉襄澹危錚蟈澹疲歟幔螅楨邐湟還舶澹玻隋義細觶櫻澹悖簦錚潁扛觶櫻澹悖簦錚虬哺觶校幔紓�，脩┏大小为２邋n簦澹�。辶x希稿義

本文編號：2528851