嵌入式路由器中基于NANDFlash啟動(dòng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著電器、手機(jī)和各種專用設(shè)備的廣泛應(yīng)用以及嵌入式處理器、嵌入式軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前的一項(xiàng)熱門技術(shù)。特別是隨著嵌入式技術(shù)在各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用以及越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究方面和應(yīng)用熱點(diǎn)。NAND Flash具有存儲(chǔ)密度高，低功耗，低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在嵌入式系統(tǒng)方面得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文主要對(duì)NAND Flash在嵌入式路由中作為Boot Flash的應(yīng)

2、用進(jìn)行研究。先介紹了引導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)方案中涉及的關(guān)鍵的技術(shù)，包括常用內(nèi)存技術(shù)、Bootloader、NOR Flash引導(dǎo)流程以及壞塊的管理，結(jié)合NAND Flash工作原理，然后根據(jù)用戶對(duì)該系統(tǒng)低成本、高可靠的需求，對(duì)系統(tǒng)中NAND Flash模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。取得的主要成果：
　　1.對(duì)延長(zhǎng)NAND Flash壽命所采用的均衡算法進(jìn)行研究。本文結(jié)合NAND Flash有壞塊特點(diǎn)，對(duì)NAND Flash在使用過程中的壽命進(jìn)行分析。由于N

3、AND Flash加工工藝的原因，使得每一個(gè)Bit只能從1變?yōu)?，所以對(duì)NAND Flash進(jìn)行編程操作前，必須先進(jìn)行擦除操作，而NAND Flash擦除次數(shù)是有上限的，若頻繁地對(duì)某個(gè)塊執(zhí)行擦除操作，擦除次數(shù)要是超過了上限值，則會(huì)導(dǎo)致某個(gè)塊提前變?yōu)閴膲K，縮短了NAND Flash使用壽命，從而不能保證系統(tǒng)可靠啟動(dòng)。為了有效延長(zhǎng)NAND Flash使用壽命，本文對(duì)均衡算法進(jìn)行研究，由于該系統(tǒng)中NAND Flash主要存放引導(dǎo)程序，而引導(dǎo)程

4、序很少被更新，只是在設(shè)備上電啟動(dòng)或者重啟時(shí)，從NAND Flash中讀取引導(dǎo)程序，所以引導(dǎo)程序類似于靜態(tài)文件，所以為了有效延長(zhǎng)NAND Flash使用壽命，本系統(tǒng)采用了靜態(tài)均衡算法，最后對(duì)系統(tǒng)采用均衡算法之后的性能進(jìn)行比較分析。
　　2.對(duì)引導(dǎo)程序Bootloader的Stage1大小受限問題進(jìn)行研究。本文先對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用比較廣泛的嵌入式路由中基于NAND Flash引導(dǎo)方法和裝置進(jìn)行分析，一種方案是通過CPLD對(duì)CPU和NAND F

5、lash之間的I/O接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接，另一種方案是利用 NAND Flash第一個(gè)塊是安全的，并且隨著后續(xù)使用不會(huì)產(chǎn)生壞塊的特點(diǎn)，將引導(dǎo)程序中Stage1部分存放在第一個(gè)塊中，其余引導(dǎo)程序即Stage2存放在NAND Fla s h第1塊之后的連續(xù)塊中，并進(jìn)行多份存儲(chǔ)。對(duì)現(xiàn)有這兩個(gè)方案中存在的缺陷進(jìn)行分析，第一種方案采用CPLD對(duì)I/O接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接，CPLD中需要實(shí)現(xiàn)很多功能，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，并且成本也比較高，而第二種方案中由于NAND