本文關(guān)鍵詞：嵌入式Flash加速控制器的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著智能化的普及以及物聯(lián)網(wǎng)的興起,內(nèi)置嵌入式Flash的MCU (Micro Control Unit,微控制器,也稱為單片機)在工業(yè)控制以及消費電子類市場得到了的越來越廣泛的使用。針對這種低功耗、低成本的應(yīng)用環(huán)境,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一款基于2路組相聯(lián)緩存結(jié)構(gòu)的嵌入式Flash加速控制器,可面向ARM CortexMO/M3、杭州中天微系統(tǒng)有限公司CK802/CK803等低功耗、低成本32位嵌入式處理器和32位嵌入式Flash。 為了加強對不同型號嵌入式Flash的兼容,本文提出了一種通用化的模板架構(gòu)。對于不同的Flash型號或者用于FPGA原型驗證的Flash;加速控制模擬器,設(shè)計者只需要重新設(shè)計或修改Flash接口控制單元即可,其他模塊和整體架構(gòu)可配置并且通用,實現(xiàn)了統(tǒng)一的硬件架構(gòu)和軟件接口。這種模塊重用化的設(shè)計思想加快了針對新款Flash的加速控制器的開發(fā)速度,并且設(shè)計者可以盡早向客戶提供用于軟硬件協(xié)同驗證的FPGA仿真器,使軟件驗證能夠與硬件設(shè)計并行開展。 以兩款Flash為例,本文介紹了各自的Flash接口控制單元設(shè)計,并針對不同頻率下接口的特點加入了低頻快速訪問(讀取)模式和高頻訪問(讀取)模式。同時,本文還介紹了用于保護Flash數(shù)據(jù)不被非法訪問的Flash安全機制。 為了實現(xiàn)讀取加速,本文提出讀加速單元以指令緩存結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),但針對傳統(tǒng)指令緩存存在的局限性進行了優(yōu)化,從而在占用資源(緩存容量)較少,頻率較低(用于部分低功耗應(yīng)用)的環(huán)境下取得較高的性能和較低的功耗。 最后,本文通過基于IP-XACT標準的P封裝技術(shù)和C-SKY SoC設(shè)計集成平臺將這款嵌入式Flash加速控制器封裝入庫并集成到SoC設(shè)計中。
【關(guān)鍵詞】：SoC 嵌入式Flash加速控制器 緩存 IP-XACT標準
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 本文研究背景9-13
• 1.1.1 嵌入式Flash簡介9-11
• 1.1.2 嵌入式Flash控制器11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 第2章 AMBAAHB總線與FLASH接口協(xié)議16-29
• 2.1 AMBAAHB總線協(xié)議16-19
• 2.1.1 AHB仲裁16-17
• 2.1.2 AHB總線基本傳輸17-19
• 2.1.3 AHB從機接口19
• 2.2 嵌入式FLASH接口協(xié)議19-28
• 2.2.1 PF64K17E19-23
• 2.2.2 GRA_FLS2P5M28DA23-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 嵌入式FLASH加速控制器29-49
• 3.1 整體架構(gòu)29-30
• 3.2 FLASH擦寫單元30-32
• 3.3 FLASH接口控制單元32-43
• 3.3.1 有限狀態(tài)機(FSM)32-37
• 3.3.2 低頻快速訪問(讀取)模式37-41
• 3.3.3 高頻訪問(讀取)模式41-42
• 3.3.4 冗余存儲區(qū)域的處理42-43
• 3.4 實驗結(jié)果分析43-47
• 3.4.1 讀、寫、擦功能仿真44-45
• 3.4.2 低頻快速訪問(讀取)模式驗證45-47
• 3.5 FLASH安全機制47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于緩存結(jié)構(gòu)的FLASH讀加速單元49-67
• 4.1 緩存基本原理49-51
• 4.2 加速與功耗優(yōu)化技術(shù)51-58
• 4.2.1 回填隱藏技術(shù)與改進型關(guān)鍵字優(yōu)先預(yù)取策略51-54
• 4.2.2 具有自適應(yīng)預(yù)取功能的緩存鎖定技術(shù)54-56
• 4.2.3 預(yù)查找技術(shù)56-58
• 4.3 硬件設(shè)計與實現(xiàn)58-60
• 4.4 實驗結(jié)果分析60-66
• 4.4.1 性能測試結(jié)果與分析60-62
• 4.4.2 功耗測試結(jié)果與分析62-65
• 4.4.3 綜合面積65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第5章 基于IP-XACT標準的IP封裝與SOC集成67-81
• 5.1 基于IP-XACT的SOC集成方法67-68
• 5.2 CK-SOC集成平臺68-71
• 5.3 嵌入式FLASH加速控制器IP封裝71-75
• 5.3.1 支持FPGA原型驗證的Flash加速控制器71-72
• 5.3.2 IP-XACT封裝72-75
• 5.4 基于嵌入式FLASH加速控制器的SoC設(shè)計75-80
• 5.4.1 整體架構(gòu)76
• 5.4.2 總線矩陣76-77
• 5.4.3 存儲系統(tǒng)及地址空間分配77-79
• 5.4.4 功耗/時鐘管理79-80
• 5.4.5 版圖實現(xiàn)80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 第6章 總結(jié)與展望81-82
• 參考文獻82-84
• 作者簡歷及在學(xué)習(xí)期間取得的科研成果84

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;掌握Flash[J];個人電腦;2002年05期

2 s22;Flash Loading的設(shè)計與編碼[J];電腦知識與技術(shù);2003年03期

3 孫立群,易絢文;用Flash制作交互式的C語言遠程教育課件[J];現(xiàn)代計算機;2003年08期

4 驕陽似火;給BIOS請個“保護神”——IOSS RD1 BIOS Savior[J];電腦;2004年09期

5 飄零雪;FlashFXP無法續(xù)傳的解決[J];電腦愛好者;2004年10期

6 ;十大最動人心扉情感Flash MV[J];網(wǎng)絡(luò)與信息;2005年05期

7 ;彩亮登場——flash開場小動畫[J];電腦校園;2005年03期

8 羅煜;學(xué)做Flash交互動畫[J];計算機周刊;1999年35期

9 公孫小白;精彩的Flash世界(上)[J];電腦愛好者;1999年15期

10 劉開南;Flash5亮點一瞥[J];多媒體世界;2000年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱浩;戴華東;顏躍進;;面向Flash存儲的頁面置換算法綜述[A];2010年第16屆全國信息存儲技術(shù)大會（IST2010）論文集[C];2010年

2 馬英杰;肖麗萍;何文才;李彥兵;;FlashFXP安全漏洞分析[A];全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會’2004論文集[C];2004年

3 ;Design and Implement NAND FLASH Data Storage System Based on the ARM[A];全國數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)研討會論文集[C];2011年

4 黃勇良;;Flash課件在小學(xué)科學(xué)活動中運用的探索[A];科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的實踐和探索[C];2009年

5 何曉明;張富強;;Flash在電子地圖設(shè)計中的應(yīng)用[A];中國儀器儀表學(xué)會第十二屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

6 孫崢;徐勇;閔銳;何敏;馬麗梅;;三極管和場效應(yīng)管工作原理的Flash動畫設(shè)計與制作[A];中國電子教育學(xué)會高教分會2011年論文集[C];2011年

7 王雪笠;賀銀方;;Flash芯片和LCD模塊在便攜式多導(dǎo)睡眠監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];中國睡眠研究會第六屆學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2010年

8 ;Red5 Flash Server Analysis and Video Call Service Implementation[A];Proceedings 2010 IEEE 2nd Symposium on Web Society[C];2010年

9 夏軍;;在電子衡器中使用Flash Memory的幾種方案[A];首屆全國稱重技術(shù)研討會論文集[C];1999年

10 李加負;;Flash課件在物理教學(xué)中的優(yōu)勢[A];湖北省物理學(xué)會、武漢物理學(xué)會2004’學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 遼寧 鳴澗;FlashFXP技巧二則[N];電腦報;2004年

2 江蘇 吳小榮;讓Flash遍地開花[N];中國電腦教育報;2001年

3 天津 王志明;Flash下載辦法多（上）[N];電腦報;2003年

4 天津 王志明;Flash下載辦法多（下）[N];電腦報;2003年

5 武漢 周愛華;郵件檢測下載工具——FlashCheck[N];電腦報;2001年

6 ;在Flash中使用ASP[N];電腦報;2001年

7 葉紫;動畫制作的Flash時代[N];中國電腦教育報;2001年

8 ;筷子上的Flash精靈[N];中國電腦教育報;2002年

9 河北省黃驊市完全小學(xué) 王憲東;Flash Mx 2004中聲音的調(diào)用[N];中國電腦教育報;2004年

10 河北 廉育功;Flash 5的十個高招[N];電腦報;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜明;基于Flash混合存儲的電子商務(wù)數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化研究[D];東華大學(xué);2013年

2 徐永剛;基于NAND Flash的嵌入式圖像記錄技術(shù)[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

3 彭洪娟;FLASH雙源CT雙能量掃描在腎臟腫瘤低kV掃描技術(shù)中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2013年

4 李月琴;功能化聚酰亞胺的制備及其電雙穩(wěn)態(tài)存儲性能的研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 陳一帥;P2P流媒體系統(tǒng)能力研究[D];北京交通大學(xué);2010年

6 王壽光;基于簡化技術(shù)的離散事件系統(tǒng)控制器的綜合[D];浙江大學(xué);2005年

7 吳曉群;幾種混沌系統(tǒng)的控制及一種單階PFC電路的分岔分析[D];武漢大學(xué);2005年

8 王雙紅;混合動力電動車用開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

9 張志豐;橋路型高溫超導(dǎo)限流器的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2006年

10 譚文;廣義線性系統(tǒng)、奇異攝動系統(tǒng)的H_∞控制及奇異H_∞控制問題[D];華南理工大學(xué);1996年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅楠;Flash動畫宣傳片《CG畫廊》的設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2010年

2 趙醫(yī)娟;基于內(nèi)容的Flash檢索系統(tǒng)研究[D];山東師范大學(xué);2011年

3 汪]];Flash動畫在民間手工藝網(wǎng)站設(shè)計中的運用研究[D];山東大學(xué);2010年

4 梅繼峗;基于Flash流媒體的地理信息實時渲染框架技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

5 孫麗華;安全數(shù)碼卡開卡過程的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

6 羅曼;全Flash視頻網(wǎng)站用戶行為數(shù)據(jù)的采集及其預(yù)處理[D];東華大學(xué);2010年

7 王倩;基于Flash網(wǎng)頁游戲的研究與設(shè)計[D];北京交通大學(xué);2010年

8 寧旭東;基于Flash技術(shù)的遠程教育教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

9 趙瑩;基于設(shè)計視角分析FLASH網(wǎng)頁界面設(shè)計[D];中南民族大學(xué);2010年

10 馬蘭;基于Flash的無客戶端MMORPG的設(shè)計和實現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2011年

，

本文編號：643869