嵌入式Flash加速控制器的设计与实现

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1、浙江大学硕士学位论文遨△盎里!壅叁塾盘速控剑墨鲍遮盐生塞趣⑧论文作者签名：指导教师签名：—毒丑址论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：鱼塑塑丝．型丝垡婚竺丝兰刭丝生塑丝坐三望型塑煎堂竖怒屯镪歙灸砌江彤里尘垒丝选丝壁姒霆刭敬绠嗍琢争严日红；敞确锄眵答辩日期：训牛t≥．艿II浙江大学硕士学位论文f㈣拶必浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆太堂

2、或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：鲫签字日期：忉f十年j月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝塑太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：劁鲁导师签名：渺签字日期：切f丫年)月7日签字日期：枷I噜年)月lo日Ⅱ1浙江大学硕士学位论文致谢回

3、首即将走过的这两年半的研究生学习和生活，我深感受益匪浅。特别是在专业素养的熏陶和做人做事的养成上，感谢各位老师、同学和朋友们给予的教诲、鼓励和帮助。首先，衷心的感谢浙江大学超大规模集成电路研究所的严晓浪教授。无论在学习还是生活中，严老师严谨的治学态度以及对我国嵌入式处理器事业的关心和执着都深深的影响着我，指引我在IC设计的道路上不断前行。在此向严老师致以衷心的感谢和诚挚的敬意。其次，我要特别感谢黄凯老师，感谢他在我研究生学习期间对我的耐心指导和悉心帮助，使我逐步走进Ic设计的殿堂，并感受到它无穷的魅力。在解决问题的过程中，您向我传授的宝贵经验和创新想法不仅帮助我以一个Ic设计

4、者应有的思维和角度去思考问题，而且极大的拓宽了我的视野，开拓了我的思路，使得每一次的讨论都令我受益匪浅。同时，我还要感谢葛海通老师两年半来对我的悉心关照，为我提供了很好的学习和工作环境，使我有机会接触很多集成电路设计领域前沿的东西。还要感谢浙江大学超大规模集成电路研究所的吴晓波、何乐年、沈海斌、史峥、王维维、竺红卫、罗小华、丁勇、潘赞、孟建熠等老师给予我的关心和指导．'-3然，我也一定不会忘记在中天微公司SoC事业部一起奋斗过的小伙伴们，感谢你们：冯炯、马德、修思文、余憨、张晓旭、朱朋、黄凯杰、陈辰、南阳明、谭腾飞、修于杰、熊东亮、金孝飞、李彦哲、王树鹏等，感谢你们陪我度过快

5、乐的两年半。感谢在你们在讨论问题的过程中给予我的启发和帮助。相信这段时光将是我人生中最为难忘的记忆，而一路同行的朋友们，你们也必将是我人生中最为宝贵的财富。IV王钰博2014年1月于求是园浙江大学硕士学位论文摘要摘要随着智能化的普及以及物联网的兴起，内置嵌入式Flash(均MCU(MicroControlUnit，微控制器，也称为单片机)在工业控制以及消费电子类市场得到了的越来越广泛的使用。针对这种低功耗、低成本的应用环境，本文设计并实现了一款基于2路组相联缓存结构的嵌入式Flash力u速控制器，可面向ARMCortexM0／M3、杭州中天微系统有限公司CK802／CK803

6、等低功耗、低成本32位嵌入式处理器和32位嵌入式Flash。为了加强对不同型号嵌入式Flash的兼容，本文提出了一种通用化的模板架构。对于不同的Flash型号或者用于FPGA原型验证的Flash加速控制模拟器，设计者只需要重新设计或修改Flash接口控制单元即可，其他模块和整体架构可配置并且通用，实现了统一的硬件架构和软件接口。这种模块重用化的设计思想加快了针对新款Flash的加速控制器的开发速度，并且设计者可以尽早向客户提供用于软硬件协同验证I钓FPGA仿真器，使软件验证能够与硬件设计并行开展。以两款Flash为例，本文介绍了各自的Flash接口控制单元设计，并针对不同频率

7、下接口的特点加入了低频快速访问(读取)模式和高频访问(读取)模式。同时，本文还介绍了用于保护Flash数据不被非法访问的Flash安全机制。为了实现读取加速，本文提出读加速单元以指令缓存结构为基础，但针对传统指令缓存存在的局限性进行了优化，从而在占用资源(缓存容量)较少，频率较低(用于部分低功耗应用)的环境下取得较高的性能和较低的功耗。最后，本文通过基于IP—XACT标准的P封装技术和C—SKYSoC设计集成平台将这款嵌入式Flash；加速控制器封装入库并集成到SoC设计中。关键字：SoC；嵌入式Fla