一种基于UPM模式的Flash接口设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、UPM工作模式的配置；步骤2、通过步骤1的UPM工作模式的配置，设置时序参数，将内部存储访问请求、定时刷新请求、特殊运行命令、异常请求和内部总线读写请求转换为外部信号LGPLn、LBsn和LCSn，使相应的管脚输出正确的时序波形。本发明专利技术填补了VxWorks系统下大容量存储的技术空白。

A design method of flash interface based on UPM mode

The invention relates to a flash interface design method based on UPM mode, which has the following technical features: Step 1, configuration of UPM working mode; step 2, setting timing parameters through the configuration of UPM working mode in step 1, converting internal storage access request, time-lapse refresh request, special operation command, exception request and internal bus read-write request to external Signals lgpln, lbsn and lcsn make the corresponding pins output the correct timing waveform. The invention fills the technical blank of large capacity storage under VxWorks System.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UPM模式的Flash接口设计方法
本专利技术属于PowerPC局部总线接口的软硬件
，涉及NANDFlash接口设计方法，尤其是一种基于UPM模式的Flash接口设计方法。
技术介绍
目前，PowerPC的局部总线控制器包括通用片选控制器GPCM、同步SDRAM控制器和用户可编程控制器UPM。与GPCM和SDRAM相比，UPM具有更加灵活的控制接口，可根据用户定义的时序，灵活地生成各种存储设备和外围设备的控制信号。目前，基于PowerPC架构的VxWorks系统下，缺少大容量存储软硬件的支持。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，实现了大容量数据的存储底层软件驱动和文件系统。本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，包括以下步骤：步骤1、UPM工作模式的配置；步骤2、通过步骤1的UPM工作模式的配置，设置时序参数，将内部存储访问请求、定时刷新请求、特殊运行命令、异常请求和内部总线读写请求转换为外部信号LGPLn、LBsn和LCSn，使相应的管脚输出正确的时序波形。而且，所述步骤1的UPM工作模式的配置方法包括基地址寄存器BR、选择寄存器OR和模式寄存器MnMR；所述基址寄存器BR和选择寄存器OR完成UPM接口工作模式的设定，其中基址寄存器BR设置外设在内存映射中的基地址、端口大小、工作模式；选择寄存器OR设置外设所占内存空间大小、缓存控制和突发抑制等选项；模式寄存器MnMR用来设置UPM工作在模式A、模式B还是模式C。而且，所述步骤2的具体方法为：RAM阵列通过64个32位配置字，实现以外部总线时钟周期四分之一的精度控制外部信号时序，控制UPM工作在六种常用模式及特殊运行模式,由MnMR的两位OP和六位MAD控制，当UPM控制器响应内部或外部访问请求时,将根据索引控制外部信号LGPLn、LBSn和LCSn。而且，所述LCSn用于控制当前地址指向的存储体，LBSn用于读写访问时的字节选择；基址寄存器BRn的MSEL位可将当前访问存储体设置为UPM工作模式,再通过基址的设定和复用器的选择可以选定对应的LCSn，通过BRn的PS位和复用器的选择可以选定对应的LBSn。本专利技术的优点和有益效果：1、本专利技术在UPM接口扩展了NANDFlash大容量存储设备，并在VxWorks系统下实现了大容量数据的存储底层软件驱动和文件系统，填补了VxWorks系统下大容量存储的技术空白。2、本专利技术设计了基于PowerPCUPM接口扩展的NANDFlash存储方案，实现了NANDFlash接口实例，并对时序参数进行配置，使之支持大容量存储；同时实现VxWorks系统下大容量NANDFlash驱动软件和文件系统。附图说明图1是本专利技术的UPM功能框图；图2是本专利技术的UPM模式下的NANDFlash接口实例示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例作进一步详述：PowerPC局部总线控制器的UPM(用户可编程控制器)，可根据用户定义的时序运行单比特或突发访问、刷新及其他特殊命令，支持64K到256M字节的DRAM及其他8比特、16比特或32比特外围设备。UPM有UPMA、UPMB、UPMC三种模式，主要的控制信号包括片选信号字节选通信号通用控制信号LGPL[0:5]。通过配置RAM阵列的64个32位的配置字，可以灵活地生成各种存储设备及外围设备的控制信号，其功能框图见图1。一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1、UPM工作模式的配置；所述步骤1的UPM工作模式的配置方法包括基地址寄存器BR、选择寄存器OR和模式寄存器MnMR；所述基址寄存器BR和选择寄存器OR完成UPM接口工作模式的设定，其中基址寄存器BR设置外设在内存映射中的基地址、端口大小、工作模式；选择寄存器OR设置外设所占内存空间大小、缓存控制和突发抑制等选项；模式寄存器MnMR用来设置UPM工作在模式A、模式B还是模式C。步骤2、时序参数设置；所述步骤2的具体方法为：UPM模式的核心部分是RAM阵列，RAM阵列通过64个32位配置字，实现以外部总线时钟周期四分之一的精度控制外部信号时序，控制UPM工作在六种常用模式及特殊运行模式,由MnMR的两位OP和六位MAD控制，当UPM控制器响应内部或外部访问请求时,将根据索引控制外部信号LGPLn、LBSn和LCSn。在本实施例中，如图1所示，LCSn用于控制当前地址指向的存储体，LBSn用于读写访问时的字节选择；基址寄存器BRn的MSEL位可将当前访问存储体设置为UPM工作模式,再通过基址的设定和复用器的选择可以选定对应的LCSn，通过BRn的PS位和复用器的选择可以选定对应的LBSn。至此，通过UPMRAM阵列的配置,可以将内部存储访问请求、定时刷新请求、特殊运行命令、异常请求和内部总线读写请求转换为外部信号(LGPLn、LBsn和LCSn)，使相应的管脚输出正确的时序波形，从而实现对外部设备的访问。在本实施例中，提出基于UPM模式实现的实例。在该接口上扩展了一个大存储量大的NANDFlash，实现大量数据存储。NANDFlash存储选用了Micron公司的MT29F4G08，主要信号包括片选信号CS#，地址锁存使能信号ALE，命令锁存使能信号CLE，写使能信号WE#，闲/忙指示信R/B#，复位信号RESET#，读使能信号RE#和命令、地址、数据复用信号DQ[0:7]等。整体的电路设计如图2所示。1)通过UPM模式下的通用控制信号LGPL[0:5]，实现NANDFlash的地址锁存使能信号ALE、命令锁存使能信号CLE、写使能信号WE#和读使能信号RE#的控制；2)通过通用GPIO控制线可以检测NANDFlash的闲忙状态；3)通过8根局部地址数据复用线，可实现NANDFlash命令、地址和数据时分传送。8根地址信号线通过锁存器锁存，然后经过一个缓冲器，用于增加地址线的驱动能力。本专利技术基于上述接口实例，实现了在VxWorks6.8操作系统下NANDFlash的TrueFFS驱动软件。TrueFFS由四个结构层组成，即一个核心层和三个功能层(转换层、存储技术驱动层(MTD)和套接层)。通过TrueFFS文件系统，将Flash的全部或部分空间创建为一个TrueFFS设备，然后在TrueFFS之上加载合适的文件系统，供应用程序调用，同时为文件系统屏蔽了Flash设备特性。驱动软件实现的核心部分如下：1)UPM接口的初始化及环境配置UPM接口的初始化需要修改BSP中相应的文件。首先在的config.h文件中添加NANDFlash的基地址和空间大小的定义。接下来在sysLib.c中通过两个数据结构sysBatDesc[]和sysPhysMemDesc[]来完成内存映射模式，其中sysBatDesc[]表用来处理BAT寄存器配置，sysPhysMemDesc[]表用来定义内存页的初始状态之外，还定义了映射虚拟地址到物理内存的虚地址。最后在sysLib.c的sysHwInit()中添加对UPM的ORx、BRx、FMR等寄存器配置代码，完成对设备的初始化。2)UPM设备数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、UPM工作模式的配置；步骤2、通过步骤1的UPM工作模式的配置，设置时序参数，将内部存储访问请求、定时刷新请求、特殊运行命令、异常请求和内部总线读写请求转换为外部信号LGPLn、LBsn和LCSn，使相应的管脚输出正确的时序波形。

【技术特征摘要】
1.一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、UPM工作模式的配置；步骤2、通过步骤1的UPM工作模式的配置，设置时序参数，将内部存储访问请求、定时刷新请求、特殊运行命令、异常请求和内部总线读写请求转换为外部信号LGPLn、LBsn和LCSn，使相应的管脚输出正确的时序波形。2.根据权利要求1所述的一种基于UPM模式的Flash接口设计方法，其特征在于：所述步骤1的UPM工作模式的配置方法包括基地址寄存器BR、选择寄存器OR和模式寄存器MnMR；所述基址寄存器BR和选择寄存器OR完成UPM接口工作模式的设定，其中基址寄存器BR设置外设在内存映射中的基地址、端口大小、工作模式；选择寄存器OR设置外设所占内存空间大小、缓存控制和突发抑制等选项；模式寄存器MnMR用来设置UPM工作在模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连云，于立北，刘新元，盛郁，魏红珍，厉振波，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12