[发明专利]FLASH数据读取电路

说明书

技术领域

本发明涉及FLASH数据读取电路，尤其涉及一种提高AHB总线数据输入效率的FLASH数据读取电路。

背景技术

在系统设计中，为了满足相应的性能，必须有很高的代码执行速度，故访问外部FLASH的代码速度要有保证。在以往的设计中，并行接口闪存(FLASH)被采用来达到告诉数据访问的目的。但是并行接口占用的芯片管脚很多，面对成本要求越来越严格的市场现状，串行接口SPI逐渐取代并行接口，成为系统方案不可缺少的部分。通常系统为了简化设计，SPI接口一般直接和APB总线相连。指令的读取通过DMA来进行搬运。但是高级外围总线(Advanced Peripheral Bus；APB)的设计主要是针对低功耗，频率比较低。串行接口SPI的数据位宽为一个比特，这就使得数据传输速度下降，成为系统性能提高的瓶颈。系统的成本和性能成为矛盾。为了使读取FLASH的数据频率提高，可以把FLASH串行外围接口(Serial Peripheral Interface；SPI)直接和AHB高速总线相连接，其目的是进而增加数据吞吐量。这样的设计还存在一个问题：SPI的数据读取速度远低于系统运行的速度，而且高级系统总线(AHB；Advanced High performance Bus)是系统的高速总线，一旦被占用则其他需要数据传输的主设备将被挂起，直到SPI接口数据传输结束。这很大程度上损害了系统的整体性能。针对这个现象，本发明提出一个基于AHB总线的修改方案，既能保证SPI接口的简洁，又能保证系统的高性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用在SOC芯片内部的FLASH数据读取电路，用以提高外部FLASH数据读取速度，同时可以避免DMA的设计。

本发明主要包含三个部分：AHB总线接口电路，用于根据接收到的AHB主设备指令来配置参数，以及锁存AHB总线上的地址和数据；AHB协议转换电路，使用AHB标准协议，并对FLASH设备的数据读取使用特殊指令；及FLASH SPI串行接口控制电路，用于在接收到所述特殊指令的控制信号后读写FLASH设备。

本发明的优点在于可以兼顾系统的成本和性能两方面需求。而且使用的是标准AHB总线传输协议，增加部分是在基本协议层以上，系统软件修改十分简单，而且对后期验证没有任何影响。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的系统电路的结构示意图。

图2为根据本发明FLASH数据读取电路的内部结构示意图。

图3为本发明一实施例的FLASH数据读取电路的工作波形图。

具体实施方式

本发明的设计方案延用通用AHB协议，不改动最底层的AHB传输协议，只修改上层协议解析部分，从而达到统一验证环境以及灵活实现，方便系统移植的目的。本发明不仅能提高FLASH数据读取效率，而且基本上没有增加系统的设计复杂度。系统结构示意图如图1所示。图1中，SDRAM通过外部存储器接口连接到AHB总线，RISC处理器直接连接到AHB总线，FLASH设备通过FLASH数据读取电路连接到AHB总线。

为实现系统的高速执行效率，指令从FLASH中读取的速度和效率都有一定要求。故本发明将FLASH SPI串行接口和AHB高速总线相连接以达到数据传输的高频率，高带宽。同时为了保证系统其他模块的高性能，AHB总线不能被FLASH接口长时间占用，仅仅在指令数据集中传输的时候才占用总线。

如图2所示，本发明的FLASH数据读取电路主要由三部分电路组成：AHB总线接口电路，AHB协议转换电路，及FLASH SPI串行接口控制电路。

AHB总线接口电路用于根据接收到的AHB主设备指令来配置参数，以及锁存AHB总线上的地址和数据。AHB总线接口电路解析AHB总线协议，并锁存相关的地址、控制和数据。其中地址和控制信号放入地址和控制电路，数据存放在数据FIFO中。