為簡化嵌入式系統(tǒng)利用NAND閃存保存大容量數(shù)據(jù)的設(shè)計復(fù)雜性,提出一種利用鐵電隨機(jī)存儲器（FRAM）構(gòu)建固態(tài)存儲器實現(xiàn)快速高效存取的方法。制定串行FRAM與RAM相結(jié)合的最優(yōu)存儲協(xié)議,給出查詢存儲器塊的概念和串行FRAM存儲數(shù)據(jù)的快速查詢算法,介紹串行FRAM與RAM相結(jié)合的存儲協(xié)議和FM24W256的塊讀寫算法。51單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動總成載重測試儀設(shè)計與工業(yè)性實驗結(jié)果表明,利用FRAM設(shè)計的固態(tài)存儲器,具有軟硬件開銷小、存取速度快、實現(xiàn)簡單可靠的特點(diǎn),能滿足嵌入式系統(tǒng)長期存儲的要求。 

【文章來源】：計算機(jī)工程. 2015,41(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

電機(jī)驅(qū)動總成載重測試儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

計算機(jī)工程2015年3月15日圖1電機(jī)驅(qū)動總成載重測試儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖由圖1可見,測試儀采用主、從雙單片機(jī)結(jié)構(gòu),滿足實時處理要求。主單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換器周期采樣稱重傳感器調(diào)理信號,霍爾電流傳感器調(diào)理信號,溫度傳感器調(diào)理信號,累計單位時間內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖個數(shù),進(jìn)行標(biāo)度變換和BCD變換,變換為BCD碼格式測試數(shù)據(jù),快速發(fā)送給從單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存、實時顯示、數(shù)據(jù)保存。主、從單片機(jī)通過模擬SPI接口進(jìn)行實時通信。制定多字節(jié)同步字符通信協(xié)議和從機(jī)防死鎖機(jī)構(gòu),實現(xiàn)了同步、可靠通信。內(nèi)存RAM開辟顯示數(shù)據(jù)緩存區(qū)和查詢數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。顯示數(shù)據(jù)緩存區(qū)存放實時采集的測試數(shù)據(jù)、實時時鐘時間值和實時計算產(chǎn)生的載重特性數(shù)據(jù)。鍵盤與LCD交互菜單中的測試數(shù)據(jù)命令激活實時顯示測試數(shù)據(jù)、載重特性數(shù)據(jù)以及測試周期累計值。保存命令激活單片機(jī)與FM24W256之間建立I2C總線讀寫時序操作,將測試開始實時時鐘時間值,載重特性數(shù)據(jù)和測試周期累計值一起作為一條測試記錄保存到FM24W256指定存儲區(qū)。查詢命令激活單片機(jī)與FM24W256之間建立I2C總線讀時序操作,將FM24W256中對應(yīng)查詢關(guān)鍵字可能覆蓋的一個局部存儲塊中的所有記錄均讀到查詢數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中,以便在內(nèi)存中高效查詢,快速找到相匹配的一條或若干條測試記錄,送LCD屏調(diào)閱顯示。打印命令可以將調(diào)閱的歷史記錄打印輸出。4串行FRAM存取特性串行FRAM存儲結(jié)構(gòu)和存取特性決定了查詢數(shù)據(jù)必須先讀出后加載到系統(tǒng)存儲級內(nèi)存才能查詢。串行FRAM的

計算機(jī)工程2015年3月15日元中。索引號的計算公式為:若本測試數(shù)據(jù)的日號=上一條測試記錄的日號,且上一條測試記錄的日記錄號<日記錄號上限,且上一條測試記錄的月記錄號<月記錄號上限,則本測試數(shù)據(jù)日記錄號=(上一條測試記錄的日記錄號+1),且本測試數(shù)據(jù)月記錄號=(上一條測試記錄的月記錄號+1),否則,本測試數(shù)據(jù)不能保存。若本測試數(shù)據(jù)的日號(上一條測試記錄的日號,且上一條測試記錄的月記錄號<月記錄號上限,則本測試數(shù)據(jù)日紀(jì)錄號=1,本測試數(shù)據(jù)月記錄號=(上一條測試記錄的月記錄號+1),否則,本測試數(shù)據(jù)不能保存。RAM和FRAM的映射圖如圖7所示。RAM數(shù)據(jù)空間的查詢存儲塊內(nèi)存緩沖器用于緩存從FRAM讀出的多條測試記錄,便于高效查詢。圖7RAM和FRAM的映射圖5.2FRAM存儲協(xié)議FRAM存儲協(xié)議包括制定測試記錄存儲格式,確定查詢存儲器塊容量,設(shè)置查詢索引號單元等。(1)測試記錄存儲格式由圖7可知,FRAM的測試記錄存儲格式就是內(nèi)存測試數(shù)據(jù)存儲格式的連續(xù)映射。由串行FRAM的存取特性可知,從FRAM存儲器中一次連續(xù)讀多條記錄的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一次讀一條記錄。又從內(nèi)存存儲協(xié)議可知,每條記錄保存有月記錄號和日記錄號,將一個月的所有記錄作為一個查詢存儲器塊一次連續(xù)讀出加載到內(nèi)存再查詢,綜合查詢效率最高。因此,可確定一個查詢存儲器塊容量Sb為:Sb=N×D(1)其中,N為月記錄號;D為日記錄號。將FRAM存儲器按每年12個月劃分為12個存儲器塊,就可以制定出測試記錄存儲格式。以典型I

【參考文獻(xiàn)】：
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