基于FPGA的控制接口电路设计

　　1 引言
　　随着存储技术的不断进步，Flash Memory的存储容量越来越大，读写数度越来越快。性能价格比越来越高。但是，NAND Flash本身存在缺点，归纳起来有两点：读写控制时序复杂和位交换(o、1反转)问题。NAND Flash器件能够复用指令、地址和数据总线，从而节省了引脚数量，但引脚不仅承担着数据总线的功能，还承担着地址及指令总线的功能，所以造成接口控制时序复杂。位反转的问题更多见于NAND Flash，NAND Flash的供应商建议使用NAND Flash的同时使用EDC/ECC校验算法。
　　本文实现的NAND Flash控制器放置在CPU和NANF Flash器件之间，实现了NAND Flash的无粘接接口，可以大大简化CPU对NAND Flash的操作时序，提高CPU的使用效率。ECC功能可以保证存储数据的准确性，ECC模块和主控模块相对独立，在不需要ECC功能的时候，只需不使能ECC模块，方便灵活。
　　2 控制接口电路的功能特性
　　整个控制接121电路分为两大功能模块：第一个功能模块为主控制器模块，该模块简化NAND Flash的接口时序，可以为NAND Flash设计一个无粘接接口(Glueless Inter一face)，从而使得对NAND Flash操作的时序复杂程度大大降低，使得NAND Flash接口映射为一个类似于SRAM的无粘结接口。第二个功能模块是ECC模块，该模块对512个字节能纠正单比特错误和检测双比特错误，但对单比特以上的错误无法纠正。对两比特以E的错误不保证能检测。
　　两个功能模块相对独立，ECC功能模块位于主控制器模块与NAND Flash芯片之间，可以选择工作与不工作，主控制器模块的所有命令都会通过ECC模块传给NANDFlash芯片。当令ECC模块不工作时。ECC模块就相当于连接主控制器模块与NAND Flash芯片的导线；当ECC模块工作时。只会在丰控制器模块的操作中加入一些步骤，并不会打乱主控制器模块的操作时序。
　　3 主控制器
　　3．1寄存器和缓存配置
　　主控制器的外部接口类似于SRAM的，然而SRAM只有读和写两种主要操作。而NAND Flash除r页编程与读操作之外还有ID读取、重置、块擦除和状态读取等操作，在不改变接口的情况下只能采用与NAND Flash类似的写控制字的方式。主控制器有16字节寄存器组，可以从I／O总线上读取指令和地址。指令寄存器采用存储器映射(Memory Mapped Register)的编址方式，也就是说，寄存器的地址统一编入内存空间，从0xFF0到OxFFA。
　　3．2主控制器的实现
　　主控制器的结构框图见图1。下面分别讨论时钟控制模块和状态控制模块的设计实现。

查看联系方式