MAXQ處理器的非易失存儲(chǔ)功能

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　　為滿足客戶對(duì)非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求，設(shè)計(jì)師通常會(huì)使用一個(gè)串行EEPROM。這些EEPROM器件體積很小、價(jià)格便宜、而且在市場(chǎng)上已經(jīng)被長(zhǎng)期使用，設(shè)計(jì)工程師使用這些器件非常便利。但是在當(dāng)今對(duì)成本非常敏感的市場(chǎng)領(lǐng)域，增加一個(gè)并不昂貴的EEPROM可能會(huì)使設(shè)計(jì)超出預(yù)算。

　　很多處理器使用閃存存儲(chǔ)程序代碼，使用靜態(tài)RAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息。盡管充分利用閃存未使用的部分作為非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)很有吸引力，但是傳統(tǒng)的哈佛架構(gòu)制約了這種應(yīng)用。MAXQ架構(gòu)屬于哈佛架構(gòu)，具有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)總線。但MAXQ器件包含的硬件部分可以實(shí)現(xiàn)偽馮諾依曼架構(gòu)，如同訪問數(shù)據(jù)空間一樣訪問代碼空間。這種額外的多功能性，結(jié)合MAXQ的效用函數(shù)，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的擦寫服務(wù)，為完整的可讀寫非易失存儲(chǔ)子系統(tǒng)提供了解決方案。

　　關(guān)于閃存的基本考慮

　　閃存是一種電子可擦除存儲(chǔ)。通常也被認(rèn)為是“主讀”。簡(jiǎn)言之，盡管閃存是可寫的，但數(shù)據(jù)更新并不會(huì)很頻繁，多數(shù)的操作都是讀操作。多數(shù)閃存器件從字面意思來講都是可寫的，但每次只能整塊擦除。這使得那些存儲(chǔ)器件通常都不適合用于易變存儲(chǔ)，只適合用作從不改變內(nèi)容的固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　有兩種類型的閃存：NAND閃存和NOR閃存。NAND閃存用在存儲(chǔ)卡和U盤中。通常，由于數(shù)據(jù)按時(shí)鐘串行傳輸，從NAND器件中讀數(shù)據(jù)需要數(shù)個(gè)周期。這種有序的操作使NAND閃存不適合用作程序代碼存儲(chǔ)，因?yàn)樽x取時(shí)間會(huì)太長(zhǎng)。相反，NOR閃存類似傳統(tǒng)字節(jié)寬度或字寬度存儲(chǔ)。讀取NOR閃存就像讀取ROM器件：先發(fā)器件選擇和地址命令，在等待足夠的存取時(shí)間之后，從總線上讀取數(shù)據(jù)。NOR閃存用于MAXQ處理器中。

　　MAXQ處理器的閃存

　　MAXQ處理器中使用的閃存單元被擦除時(shí)會(huì)變成“1”狀態(tài)。因此，在擦除后，存儲(chǔ)單元中的每個(gè)位置都將包含0xFFFF。對(duì)某一存儲(chǔ)位置進(jìn)行編程會(huì)把某些位從“1”變成“0”狀態(tài)。為了使被編程過的位重新變回“1”狀態(tài)，整個(gè)單元必須被擦除。

　　任何電擦除的存儲(chǔ)器件必須面臨的問題是持久性。根據(jù)特定的技術(shù)，一個(gè)閃存單元在完全失效之前，可以忍耐的擦除次數(shù)少達(dá)1,000次，多達(dá)1,000,000次。因此，使用閃存做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的任何應(yīng)用都必須保證寫操作循環(huán)在整個(gè)陣列中均勻分布，不允許某一個(gè)位置的擦除編程次數(shù)比其他位置多很多。

　　多數(shù)閃存器件都允許把之前已經(jīng)編程過的位置中的沒有編程過的位從“1”變成“0”狀態(tài)。例如，對(duì)于多數(shù)器件，允許對(duì)某個(gè)位置編程，把數(shù)據(jù)從0xFFFE變?yōu)?x7FFE，在這個(gè)編程過程中，沒有任一個(gè)位從“0”變成“1”。然而，MAXQ系列器件中使用的閃存，不允許對(duì)已經(jīng)編程過的位置再編程，即使沒有發(fā)生從“0”到“1”的變化。這樣的寫操作會(huì)失敗，保持?jǐn)?shù)據(jù)在0xFFFE狀態(tài)。

　　MAXQ器件編程受限制的理由如下。正在被編程的存儲(chǔ)單元起初是作為代碼空間的，所以必須很謹(jǐn)慎，禁止對(duì)已寫過的位置的任何寫操作。0xFFFF指令指一條無效的源代碼，它不太可能出現(xiàn)在有效的代碼單元內(nèi)。因此，阻止對(duì)已編程過的位置的寫操作能夠幫助保持代碼單元的完整性。