CN102855145B - 嵌入式电子设备启动方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及嵌入式电子设备领域，具体公开一种通过存储在NAND FLASH芯片中的启动程序来引导***启动的嵌入式电子设备启动方法及***。该嵌入式电子设备的嵌入式处理器上电并初始化后，以尝试读命令方式读取NAND FLASH中的启动代码和数据并拷贝到RAM存储空间，然后通过将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置并将控制权交付给启动代码，最终实现***启动。本发明通过使用命令尝试的方式实现嵌入式处理器的NAND FLASH启动，最大程度地兼容各种NAND FLASH芯片，有助于降低嵌入式处理器芯片的制造成本和面积，免除用户的复杂操作，也方便用户集成。

Description

嵌入式电子设备启动方法及***
技术领域
本发明涉及嵌入式电子设备领域，尤其涉及一种使用存储在NAND FLASH芯片中的启动程序来引导***启动的嵌入式电子设备启动方法及***。
背景技术
在现代电子设备中，存储介质正不断向大容量、低成本、低功耗、高效率的方向发展。目前大都使用FLASH存储器，又称为闪存，是一种非易失存储器，可以对称为块的存储器单元进行擦写和再编程。现有闪存记忆体主要分为两大规格：一是NAND FLASH，以储存数据为主；另一种是NOR FLASH，以储存程序代码为主。而NAND FLASH由于成本低、容量大、接口简单、速度快等优点已被市场广泛应用，目前正逐步取代原来普遍使用的NOR FLASH，成为嵌入式电子产品最主要的存储媒介。
由于NAND FLASH的普遍使用，嵌入式处理器通常使用存储在NAND FLASH芯片中的启动程序来引导***启动，这成为嵌入式电子产品的一项必备的技术。然而，NAND FLASH芯片的生产厂商众多、型号繁杂、产品更新换代迅速、接口类型也不尽一致，因此，NAND FLASH的启动兼容性问题就成为了嵌入式处理器迫切需要解决的问题。为了增加产品的市场竞争力，嵌入式处理器厂商必须竭力适应这些不同类型不同厂商的NAND FLASH芯片以实现最大程度的兼容性，确保正确无误地实现***启动。为此，处理器厂商各自在自身的处理器上制定了不同的策略以实现最大程度的NAND FLASH启动兼容性。
图1～图3列出嵌入式处理器与三种常用NAND FLASH的连接架构。由这三张图可以看出，三种常用的NAND FLASH芯片与嵌入式处理器的接口各不相同。为了最大程度兼容不同型号的NAND FLASH启动，现有嵌入式处理器通常采用的技术主要有三类，简述说明如下：
其一，使用跳线区分NAND FLASH芯片类型，从而实现不同型号的NANDFLASH启动。这项技术需要在处理器上设定几个专属引脚作为NAND FLASH种类的区分引脚，由此严重消耗处理器的引脚资源，增加了处理器芯片的制造成本和面积。
其二，读取ID，确认NAND FLASH芯片类型，从而实现不同型号的NAND FLASH启动。这项技术需要根据不断新出的NAND FLASH芯片更新处理器中存储的NANDFLASH列表信息，因而需要增加处理器的存储容量，导致处理器制造成本的上升。
其三，内部加入可编程NOR FLASH器件，通过烧录对应的NAND FLASH程序实现不同型号的NAND FLASH启动。这项技术需要在嵌入式处理器芯片中实现一个可擦写的NOR FLASH器件，而NOR FLASH器件的面积巨大，严重的增加了嵌入式处理器芯片的制造成本，并且用户在使用时，需要操作擦写与烧录的复杂步骤，欠缺易用性。
上述三种实现NAND FLASH启动兼容性的现有技术各有缺点，主要集中在增加了嵌入式处理器芯片的制造成本及增加了用户使用的复杂度，因而有必要设计一种新的启动方案。
发明内容
针对现有技术所存在的缺陷，本发明的目的是提供一种嵌入式电子设备的启动方法及***，在解决NAND FLASH启动兼容性问题的前提下，最大程度地降低嵌入式处理器芯片的制造成本和面积，免除用户的复杂操作，方便用户集成。
为解决以上技术问题，本发明提供一种嵌入式电子设备启动方法，嵌入式处理器上电并初始化后执行以下步骤：
通过尝试读命令操作，读取NAND FLASH中的启动代码和数据；
将读取的启动代码和数据拷贝到RAM存储空间；
将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置，并将控制权交付给启动代码，以实现***启动。
较优地，尝试读命令操作时进行验证，如通过，则进行后续操作。
较优地，按照预先设定的NAND FLASH芯片读命令分类整理表，逐项尝试读命令；至找到匹配的NAND FLASH类别时，根据该类别所对应的特征命令进行读操作。
较优地，NAND FLASH芯片读命令分类整理表包括NAND FLASH芯片的列地址、行地址、容量、读命令序列、大页、小页、16位数据线/8位数据线、同步/非同步接口的分类信息。
较优地，按照是否成功读出NAND FLASH芯片中的预置密码数据且比对无误，确认NAND FLASH类别对应的特征命令。
较优地，在NAND FLASH芯片中的起始位置预置一段密码数据。
在此基础上，本发明还提供一种嵌入式电子设备启动***，包括嵌入式处理器及与嵌入式处理器连接的NAND FLASH及RAM，嵌入式处理器上电并初始化后以尝试读命令方式读取NAND FLASH中的启动代码和数据并拷贝到RAM存储空间，通过将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置并将控制权交付给启动代码，实现***启动。
较优地，嵌入式处理器设置验证单元，用于对尝试读命令操作进行验证，如通过则进行后续操作。
较优地，嵌入式处理器预先设定的NAND FLASH芯片读命令分类整理表；嵌入式处理器按照该NAND FLASH芯片读命令分类整理表逐项尝试读命令，至找到匹配的NAND FLASH类别时，根据该类别所对应的特征命令进行读操作。
较优地，NAND FLASH芯片中的起始位置设置有密码区，其中预置一段密码数据；嵌入式处理器按照是否成功读出NAND FLASH芯片中的预置密码数据且比对无误，确认NAND FLASH类别对应的特征命令。
与现有技术相比，本发明针对嵌入式***普遍使用NAND FLASH存储介质作为主处理器的启动媒介的情况，采用命令尝试的方式实现嵌入式处理器的NANDFLASH启动，从而解决了NAND FLASH种类繁多、不同种类的NAND FLASH间存在的启动兼容性问题，由此免除用户由于采用不同NAND FLASH所做的模式选择等复杂步骤，并且达到削减嵌入式处理器芯片引脚、减少芯片面积及降低芯片成本的效果，最终也方便用户集成***。
附图说明
图1是现有技术中嵌入式处理器与异步8位数据线NAND FLASH的连接架构图；
图2是现有技术中嵌入式处理器与异步16位数据线NAND FLASH的连接架构图；
图3是现有技术中嵌入式处理器与同步NAND FLASH的连接架构图；
图4是本发明嵌入式电子设备启动方法实施例一的流程图；
图5是本发明嵌入式电子设备启动方法实施例二的流程图；
图6是本发明嵌入式电子设备启动***的框图。
具体实施方式
本发明的核心是，使用命令尝试的方式实现嵌入式处理器的NAND FLASH启动，最大程度地兼容各种NAND FLASH芯片。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图4，为本发明嵌入式电子设备启动方法实施例一。嵌入式处理器上电并初始化后执行以下步骤：通过尝试读命令操作，读取NAND FLASH中的启动代码和数据(S403)；然后，将读取的启动代码和数据拷贝到RAM存储空间(S404)；完成上述过程后，将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置，并将控制权交付给启动代码(S405)，以实现***启动。
由于各厂商的NAND FLASH芯片不尽相同，为满足最大程度的兼容性，需对各厂商的NAND FLASH芯片的Column地址、Row地址、容量、读命令序列、大页、小页、16位数据线、8位数据线、同步与非同步接口等异同点进行分析归类，可根据各参数重要性的主次关系整理为下表中8大类型(可能随厂商增加而相应增加类别)：
表1 NAND FLASH芯片读命令分类整理表
由此，嵌入式处理器只需按照上表描述的8个类别一项一项对所接的NANDFLASH芯片进行读操作尝试，则必有其中一项能够满足所接NAND FLASH的类别特征。当寻找到这项类别后，处理器将使用该类别所对应的特征命令对NAND FLASH进行进一步读操作，并将启动代码和数据从NAND FLASH拷贝到RAM部件中。以上即为该项启动技术的命令尝试具体过程。
为判定命令尝试过程的准确性，可先在NAND FLASH芯片中的起始位置预置一段密码数据。由此可在尝试读命令操作时进行验证，如通过，则进行后续操作。下面进一步说明。
参见图5，表示本发明嵌入式电子设备启动方法实施例二。以下通过流程图方式描绘其具体过程：***上电并初始化后，嵌入式处理器将会按照表1中的8种NANDFLASH类别对应的特征命令一项一项地尝试读取NAND FLASH芯片(S503)；如果其中一种能成功从NAND FLASH中读出预置的密码数据且比对无误，则嵌入式处理器认为此特征命令为该NAND FLASH芯片对应的读命令，并运用该命令将后续的启动代码和数据从NAND FLASH芯片中读出并拷贝到RAM存储空间中(S504、S505)；如果尝试次数超过8次(或其它预设数字)，则进入错误处理((S508、S509)；拷贝完成后，嵌入式处理器将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置，并将嵌入式处理器控制权交付启动代码(S506)，最终实现***成功启动(S507)。
在上述启动方法的基础上，下面对本发明嵌入式电子设备启动***简要进行描述。
参见图6，表示本发明嵌入式电子设备启动***的框图。包括嵌入式处理器、NAND FLASH及RAM等部件，在嵌入式处理器启动后，处理器采用读命令的方式将存于NAND FLASH中的启动代码和数据拷贝到RAM存储空间；完成这一拷贝过程后，嵌入式处理器将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置，并将控制权交付启动代码，从而实现***的启动。
根据前述启动原理，可在嵌入式处理器预先设定的NAND FLASH芯片读命令分类整理表；嵌入式处理器按照该NAND FLASH芯片读命令分类整理表逐项尝试读命令，至找到匹配的NAND FLASH类别时，根据该类别所对应的特征命令进行读操作。一般而言，可在嵌入式处理器设置验证单元，用于对尝试读命令操作进行验证，如通过则进行后续操作。具体地，可在NAND FLASH芯片中的起始位置设置密码区，其中预置一段密码数据；由此，嵌入式处理器按照是否成功读出NANDFLASH芯片中的预置密码数据且比对无误，确认NAND FLASH类别对应的特征命令。
本发明使用命令尝试的方式，较好地实现嵌入式处理器的NAND FLASH启动，最大程度地兼容各种NAND FLASH芯片；同时，也最大程度地降低嵌入式处理器芯片的制造成本和面积，免除用户的复杂操作，也方便用户集成。与此不同，如背景技术所述方案等现有技术虽都可实现NAND FLASH启动，但在处理器制造成本、易用性、兼容性方面都各自存在不完善之处。而本发明由于采用命令尝试的方式实现嵌入式处理器的NAND FLASH启动，可有效避免现有启动方案的缺陷。
本发明包括但不仅限于以下优势：
1.使用命令尝试的方式，无需根据不同种类的NAND FLASH进行复杂配置，操作简便；
2.避免为兼容性专门设置的嵌入式处理器引脚，降低嵌入式处理器芯片的制造成本和芯片面积；
3.满足所有不同种类，不同架构的NAND FLASH芯片，实现最大程度的兼容性；
4.任何嵌入式处理器均可采用该项技术进行NAND FLASH的启动，具有普遍适用性。
上述NAND FLASH启动技术在安凯微电子公司高、中、低三大系列的嵌入式处理器均已采用，它兼容了市面上所有厂商的NAND FLASH芯片，减少了嵌入式处理器的面积和引脚，降低了芯片制造的成本。同时，用户使用时无需进行复杂的跳线操作即可直接连接NAND FLASH并实现处理器的启动，方便易用。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种嵌入式电子设备启动方法，其特征在于，嵌入式处理器上电并初始化后执行以下步骤：
通过尝试读命令操作，读取NAND FLASH中的启动代码和数据；
将读取的启动代码和数据拷贝到RAM存储空间；
将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置，并将控制权交付给启动代码，以实现***启动；
其中，按照预先设定的NAND FLASH芯片读命令分类整理表，逐项尝试读命令；至找到匹配的NAND FLASH类别时，根据该类别所对应的特征命令进行读操作；
NAND FLASH芯片读命令分类整理表包括NAND FLASH芯片的列地址、行地址、容量、读命令序列、大页、小页、16位数据线/8位数据线、同步/非同步接口的分类信息。
2.如权利要求1所述的嵌入式电子设备启动方法，其特征在于，尝试读命令操作时进行验证，如通过，则进行后续操作。
3.如权利要求1所述的嵌入式电子设备启动方法，其特征在于，按照是否成功读出NAND FLASH芯片中的预置密码数据且比对无误，确认NAND FLASH类别对应的特征命令。
4.如权利要求3所述的嵌入式电子设备启动方法，其特征在于，在NANDFLASH芯片中的起始位置预置一段密码数据。
5.一种嵌入式电子设备启动***，其特征在于，包括嵌入式处理器及与嵌入式处理器连接的NAND FLASH及RAM，嵌入式处理器上电并初始化后以尝试读命令方式读取NAND FLASH中的启动代码和数据并拷贝到RAM存储空间，通过将程序指针指向已存于RAM中的启动代码的起始位置并将控制权交付给启动代码，实现***启动；
其中，嵌入式处理器预先设定的NAND FLASH芯片读命令分类整理表；嵌入式处理器按照该NAND FLASH芯片读命令分类整理表逐项尝试读命令，至找到匹配的NAND FLASH类别时，根据该类别所对应的特征命令进行读操作；
NAND FLASH芯片读命令分类整理表包括NAND FLASH芯片的列地址、行地址、容量、读命令序列、大页、小页、16位数据线/8位数据线、同步/非同步接口的分类信息。
6.如权利要求5所述的嵌入式电子设备启动***，其特征在于，嵌入式处理器设置验证单元，用于对尝试读命令操作进行验证，如通过则进行后续操作。
7.如权利要求5所述的嵌入式电子设备启动***，其特征在于，NAND FLASH芯片中的起始位置设置有密码区，其中预置一段密码数据；嵌入式处理器按照是否成功读出NAND FLASH芯片中的预置密码数据且比对无误，确认NAND FLASH类别对应的特征命令。
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