專利名稱：基于spi接口的數(shù)據(jù)存儲裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)存儲裝置及控制方法，尤指一種大容量的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
SPKSerial Peripheral hterface，串行外設(shè)接口)總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使MCU (Micro Control Unit，微處理器)與各種外圍設(shè)備以串行方式進行通信以交換信息。NOR閃存和NAND閃存是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。基于SPI接口的NOR閃存由于接口信號少，速度快及壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在各種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中， 但是由于其容量偏小，而且相比而言價格偏高，只能應(yīng)用在小容量的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中。因此需要提供一種基于SPI接口的大容量的數(shù)據(jù)存儲裝置來取代基于SPI接口的NOR閃存，同時要具有成本上的優(yōu)勢。而NAND閃存則具有容量大，速度快且價格便宜的優(yōu)點，因此有必要設(shè)計出一種基于SPI接口的NAND閃存來解決基于SPI接口的NOR閃存容量小，價格高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種大容量的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置及控制方法。一種基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，所述基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置包括一 SPI 接口電路、一用于存儲數(shù)據(jù)的NAND閃存、一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存之間用于控制所述SPI接口電路與所述NAND閃存之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)腘AND閃存接口、一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于將所述SPI接口電路接收的指令轉(zhuǎn)換為所述NAND閃存可以識別的指令的指令控制電路及一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)與并行數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路?！N基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法，包括以下步驟 一 SPI接口電路接收一串行數(shù)據(jù)及一操作指令；
一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將所述SPI接口電路接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一并行數(shù)據(jù)； 一指令解析模塊解析所述SPI接口電路接收的操作指令，一大容量擴展指令模塊識別解析后的操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作，如果是，進入下一步； 所述大容量擴展指令模塊擴展解析后操作指令的地址；
一指令轉(zhuǎn)換模塊將擴展后的操作指令轉(zhuǎn)換為一 NAND閃存能夠識別的操作指令；及一指令執(zhí)行模塊將指令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的操作指令通過一 NAND閃存接口發(fā)送至所述 NAND閃存。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置及方法不僅利用了 SPI接口的便利性，又充分發(fā)揮了 NAND閃存大存儲容量的功能，解決了基于SPI接口的NOR閃存容量小，價格高的問題，控制了成本。


圖1為本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置較佳實施方式的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明圖1中指令控制電路內(nèi)部的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法較佳實施方式的流程圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置較佳實施方式包括一 SPI接口電路、一與該SPI接口電路相連的NAND閃存接口、一連接于該SPI接口電路及該NAND閃存接口之間的指令控制電路、一連接于該SPI接口電路及該NAND閃存接口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路及一與該NAND閃存接口相連的NAND閃存。該SPI接口電路用于與一主機之間實現(xiàn)基于SPI接口的數(shù)據(jù)傳輸。該NAND閃存接口用于產(chǎn)生該NAND閃存的控制時序，并負責該SPI接口電路與該NAND閃存之間的數(shù)據(jù)傳輸。該指令控制電路用于將該SPI接口電路接收的指令轉(zhuǎn)換為該NAND閃存可以識別的指令，從而控制該NAND閃存的工作。該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路用于將該SPI接口電路接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或?qū)⒃揘AND閃存接口接收的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。該NAND閃存為一大容量的存儲體，用于存儲數(shù)據(jù)，其容量為32MB至2GB。請參閱圖2，圖2為該指令控制電路內(nèi)部的系統(tǒng)架構(gòu)圖。該指令控制電路包括一指令解析模塊、一與該指令解析模塊相連的大容量擴展指令模塊、一與該指令解析模塊及該大容量擴展指令模塊相連的指令轉(zhuǎn)換模塊及一與該指令轉(zhuǎn)換模塊相連的指令執(zhí)行模塊。該指令解析模塊用于解析該SPI接口電路接收的標準的操作指令，例如讀取數(shù)據(jù)指令、寫入數(shù)據(jù)指令、擦除數(shù)據(jù)指令、讀取狀態(tài)指令等。該大容量擴展指令模塊用于識別該指令解析模塊解析后的操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作，如果是，則擴展操作指令的地址，以便覆蓋更大的范圍，充分利用該NAND閃存的存儲空間，如果否，則直接將該指令解析模塊解析后的操作指令送至該指令轉(zhuǎn)換模塊。該指令轉(zhuǎn)換模塊用于將該指令解析模塊解析后的指令或該大容量擴展指令模塊擴展后的指令轉(zhuǎn)換為該NAND閃存可以識別的指令。該指令執(zhí)行模塊用于將該指令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的指令通過該NAND閃存接口發(fā)送至該NAND閃存。通過本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置可以得到一個基于SPI接口的大容量的 NAND閃存裝置，不僅利用了 SPI接口的便利性，又充分發(fā)揮了 NAND大存儲容量的功能，解決了基于SPI接口的NOR閃存容量小，價格高的問題，控制了成本。請參閱圖3，本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法包括以下步驟
步驟一，SPI接口電路接收串行數(shù)據(jù)及操作指令，例如讀取數(shù)據(jù)指令、寫入數(shù)據(jù)指令、擦除數(shù)據(jù)指令、讀取狀態(tài)指令等。步驟二，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將SPI接口電路接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。步驟三，指令控制電路中的指令解析模塊解析該SPI接口電路接收的操作指令， 大容量擴展指令模塊識別操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作，如果是，轉(zhuǎn)入步驟四；如果否，轉(zhuǎn)入步驟五。
步驟四，大容量擴展指令模塊擴展操作指令的地址。步驟五，指令轉(zhuǎn)換模塊將操作指令轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的NAND閃存能夠識別的操作指令。步驟六，指令執(zhí)行模塊將指令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的操作指令通過NAND閃存接口發(fā)送至NAND閃存，實現(xiàn)對NAND閃存的控制。例如，當需要對該基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置進行讀取數(shù)據(jù)時，通過上述基于 SPI接口的數(shù)據(jù)存儲方法向該裝置發(fā)送一個讀取數(shù)據(jù)指令，然后通過NAND閃存接口從NAND 閃存讀取指定長度的數(shù)據(jù)，并行數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，最后從SPI接口電路送出。當需要對該基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置進行寫入數(shù)據(jù)時，通過上述基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲方法向該裝置發(fā)送一個寫入數(shù)據(jù)命令，然后向SPI接口電路送入指定長度的數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，再通過NAND閃存接口送到NAND閃存。在一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，需要新增加外部存儲設(shè)備時，采用本發(fā)明后，可以很方便的擴展一個大容量的存儲器，操作簡單，安裝方便，可以使用標準SPI接口的驅(qū)動程序。在一個使用SPI接口的存儲數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜化，需要大幅增加存儲容量時， 使用本發(fā)明后，不僅可以兼容以前的系統(tǒng)架構(gòu)，而且存儲容量得到很大提升，系統(tǒng)成本也得到控制。本發(fā)明基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置及方法不僅利用了 SPI接口的便利性，又充分發(fā)揮了 NAND閃存大存儲容量的功能，解決了基于SPI接口的NOR閃存容量小，價格高的問題，控制了成本。
權(quán)利要求
1.一種基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置包括一 SPI接口電路、一用于存儲數(shù)據(jù)的NAND閃存、一連接于所述SPI接口電路及所述 NAND閃存之間用于控制所述SPI接口電路與所述NAND閃存之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)腘AND閃存接口、一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于將所述SPI接口電路接收的指令轉(zhuǎn)換為所述NAND閃存可以識別的指令的指令控制電路及一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)與并行數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路。
2.如權(quán)利要求1所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述指令控制電路包括一用于解析所述SPI接口電路接收的操作指令的指令解析模塊、一與所述指令解析模塊相連的大容量擴展指令模塊、一與所述指令解析模塊及所述大容量擴展指令模塊相連的指令轉(zhuǎn)換模塊及一與所述指令轉(zhuǎn)換模塊相連的指令執(zhí)行模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述SPI接口電路接收的操作指令包括讀取數(shù)據(jù)指令、寫入數(shù)據(jù)指令、擦除數(shù)據(jù)指令或讀取狀態(tài)指令。
4.如權(quán)利要求2所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述大容量擴展指令模塊識別所述指令解析模塊解析后的操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作， 如果是，則擴展操作指令的地址，如果否，則直接將所述指令解析模塊解析后的操作指令送至所述指令轉(zhuǎn)換模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述指令轉(zhuǎn)換模塊將所述指令解析模塊解析后的指令或所述大容量擴展指令模塊擴展后的指令轉(zhuǎn)換為所述NAND閃存可以識別的指令。
6.如權(quán)利要求5所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，其特征在于所述指令執(zhí)行模塊將所述指令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的指令通過所述NAND閃存接口發(fā)送至所述NAND閃存。
7.一種基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法，包括以下步驟一 SPI接口電路接收一串行數(shù)據(jù)及一操作指令；一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將所述SPI接口電路接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一并行數(shù)據(jù)；一指令解析模塊解析所述SPI接口電路接收的操作指令，一大容量擴展指令模塊識別解析后的操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作，如果是，進入下一步；所述大容量擴展指令模塊擴展解析后操作指令的地址；一指令轉(zhuǎn)換模塊將擴展后的操作指令轉(zhuǎn)換為一 NAND閃存能夠識別的操作指令；及一指令執(zhí)行模塊將指令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的操作指令通過一 NAND閃存接口發(fā)送至所述 NAND閃存。
8.如權(quán)利要求7所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法，其特征在于所述大容量擴展指令模塊識別解析后的操作指令是否需要進行大容量閃存擴展的操作時，如果否，則所述指令轉(zhuǎn)換模塊直接將解析后的操作指令轉(zhuǎn)換為所述NAND閃存能夠識別的操作指令。
9.如權(quán)利要求7所述的基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法，其特征在于所述SPI接口電路接收的操作指令包括讀取數(shù)據(jù)指令、寫入數(shù)據(jù)指令、擦除數(shù)據(jù)指令或讀取狀態(tài)指令。
全文摘要
一種基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲裝置，包括一SPI接口電路、一用于存儲數(shù)據(jù)的NAND閃存、一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存之間用于控制所述SPI接口電路與所述NAND閃存之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)腘AND閃存接口、一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于將所述SPI接口電路接收的指令轉(zhuǎn)換為所述NAND閃存可以識別的指令的指令控制電路及一連接于所述SPI接口電路及所述NAND閃存接口之間用于實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)與并行數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明還提供一種基于SPI接口的數(shù)據(jù)存儲控制方法。本發(fā)明解決了基于SPI接口的NOR閃存容量小，價格高的問題，控制了成本。
文檔編號G06F13/16GK102279820SQ20111024366
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者孫銀明 申請人:四川和芯微電子股份有限公司