一种NORFlash控制器及带控制功能的存储器的制作方法

本发明涉及存储器，尤其涉及一种nor flash控制器及带控制功能的存储器。

背景技术：

1、nor flash存储器是一种非易失存储器，在掉电后能够继续保存数据，被广泛地应用于各类电子系统中存储数据和代码，比如用于存储fpga的配置数据或mcu的运行代码。

2、nor flash存储器采用浮栅晶体管作为存储单元，和普通晶体管相比，多出来的浮栅可用于存储电荷。在编程时，通过热载流子注入将带负电的电子注入浮栅；在擦除时，通过量子隧穿效应将浮栅中的电荷挤出。浮栅中电荷的有无将会影响浮栅晶体管的阈值电压，因此在读数据时，通过在控制栅加合适的电压并并判断源漏之间有无电流即可判断出浮栅中是否存储了足量的电荷，从而实现了读操作。

3、浮栅晶体管能够在较长的时间内保存其存储的电荷，但随着时间的推移其存储的电荷还是会慢慢流失，比如当前主流nor flash存储器能够在25℃的应用环境下保存数据20年。存储器的应用环境千差万别，在实际应用中存在着诸多因素会加速浮栅中电荷的流失，从而缩短数据保存的时间。比如：

4、(一)温度会使浮栅中存储电荷的流失速度加快，随着温度升高，浮栅中存储的电子的活性增加，电子穿过氧化层逃离浮栅的概率增加，因此高温将会使数据存储时间显著减少。

5、(二)读数据时会在晶体管的控制栅施加读电压，这个正电压虽然远低于编程时施加的电压，但随着时间的累积，再结合温度的影响也会改变浮栅中存储电荷的数量，缩短数据保存时间。

6、(三)产品在使用过程中经历x光照射后会明显破坏浮栅中存储的数据，高能x光射线会使中性原子电离，最终会造成浮栅中电荷数量的变化。

7、总之，在flash存储器的使用过程中，会存在各种各样的因素加速浮栅中存储电荷的流失，缩短存储数据的保存时间。在设计存储器时，都会尽可能增强存储器的相关特性来抵抗这些加速电荷流失外部因素，但也无法完全避免这些因素对存储器的影响。

8、设备生产商在量产时会在烧录器上将数据烧录到flash存储器后再将其焊接到电路板上，在焊接过程中flash存储器将经历高温，焊接后通常会通过x光来检查是否存在虚焊，在设备出厂前通常还会对整机进行高温试验，所有这些过程都会或多或少影响浮栅中存储的电荷，从而缩短flash存储器中数据保存时间。

9、虽然重新对flash存储器的数据进行烧录可以补偿生产过程消耗的保存时间，但对于已经做完整机试验的设备，我们无法再使用烧录器对flash存储器重新进行烧录，因此迫切需要一种方法，能够对这类应用中flash存储器存储的数据进行刷新，以保证交到终端用户手中的设备能够在标称的时间内可靠工作。

10、终端用户在实际使用设备过程中，如果外部环境比较恶劣，比如环境温度较高，那么flash存储器中存储的代码或数据将不能够保存标称的时间，这将导致设备提前出现故障，如果想要对出现故障的设备进行修复，需要从设备的电路板上取下flash存储器，重新写入数据后再焊接到电路板再装入设备。这一过程对于设备生产商来说将是费时费力的，甚至是不可能实现的。

11、无论是设备生产商在生产过程中，还是终端用户在使用设备的过程中，都有可能对flash存储器中存储的数据造成损害，导致设备不能在标称的时间内正常工作，且修复工作费时费力。因此迫切需要一种方法，使设备终端用户能够通过简单操作就能将设备中所有flash存储器中的数据进行刷新，延长设备的寿命。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种nor flash控制器及带控制功能的存储器，可以通过控制器加存储颗粒架构来提高存储器中数据的保存时间，快速响应用户的各种特殊需求，提升通用存储器颗粒的性能，扩展通用存储器颗粒的应用范围。

2、本发明实现其发明目的所采用的技术方案是一种nor flash控制器，包括命令检测模块和总线控制模块，其中：

3、所述命令检测模块具有使能端口、命令端口、状态端口，命令检测模块通过总线控制模块连接至总线；

4、所述命令检测模块用于检测使能端口状态，若使能端口为无效状态，则nor flash控制器进入休眠模式并放弃对总线的控制，若使能端口为有效状态，则nor flash控制器接管总线；

5、所述命令检测模块还用于检测通过命令端口输入的命令，若nor flash控制器不支持该命令，则nor flash控制器进入休眠模式，若nor flash控制器支持该命令，则norflash控制器按照该命令的要求执行操作；

6、所述命令检测模块还用于将nor flash控制器的执行状态和结果通过状态端口输出；

7、所述总线控制模块用于与命令检测模块通信，并用于通过总线与存储器通信。

8、进一步，所述nor flash控制器按照该命令的要求执行的操作包括对存储器存储数据的刷新、校验、删除。

9、作为更进一步的改进，所述nor flash控制器执行对存储器存储数据刷新操作的具体步骤为：当检测到刷新命令后，命令检测模块通过总线控制模块获取存储器的id信息，所述id信息至少包括存储器的接口类型、容量、扇区大小，然后命令检测模块按照外接存储器的具体信息，依次将存储器的每个扇区的内容读入命令检测模块内部缓冲区，擦除对应扇区，然后将缓冲区的数据写回对应扇区。

10、作为另一种改进，所述nor flash控制器执行对存储器存储数据校验操作的具体步骤为：当检测到校验命令后，命令检测模块通过总线控制模块获取存储器的id信息，然后依次读出每个字节数据，并对读出数据计算校验值，最后将计算的校验值和预存的校验值进行比较，如果两个校验值相等，表示校验通过，否则表示校验未通过，校验结果通过状态端口输出给用户。

11、作为又一种改进，所述nor flash控制器执行对存储器存储数据删除操作的具体步骤为：当检测到删除数据命令后，命令检测模块直接通过总线控制模块向存储器发送全芯片参数命令，然后等待存储器完成删除操作，删除完成后通过状态端口输出给用户。

12、本发明还提供了一种带控制功能的存储器，包括存储器颗粒和如上所述的任一种nor flash控制器，所述nor flash控制器中的总线控制模块通过总线与存储器颗粒连接。

13、本发明的有益效果为：

14、(一)利用本发明控制器的刷新功能，可以对存储器存储的数据进行刷新，消除恶劣使用环境对数据存储时间的影响，提高存储器中数据的保存时间，从而降低设备保养难度，延长设备使用时间。

15、(二)许多应用场景下，存储器用户是不方便甚至是不可能对存储数据进行校验的，比如当存储器用于存储fpga的配置数据时，如果存储的数据出现了损坏，从用户角度看就是系统无法启动，对设备制造商来说，需要花很大的力气才能确定故障的根源，利用本发明控制器的校验功能，设备的用户功能不用启动就可以由控制器对存储的数据进行校验，并将校验结果反馈给用户，极大方便了故障定位。

16、(三)某些用户的数据存储设备和数据使用设备是分离的，当数据使用完后希望将数据存储设备的数据删除，当脱离数据使用设备后，数据存储设备上有可能没有总线主设备，所以没有办法发出指令将存储器中的数据擦除，利用本发明控制器的删除功能，存储设备便可以在没有外部主设备存在的情况下，由控制器实现存储器数据的擦除，大大方便存储设备及数据的管理。

17、(四)可在低成本的情况下快速响应用户的各种特殊需求，提升通用存储器颗粒的性能，扩展通用存储器颗粒的应用范围，为设备制造商和终端用户提供更贴近需求的优秀存储器产品。

18、(五)控制器可以和存储器颗粒通过叠封的方式封装在一起，在不改变封装形式的情况下为用户提供性能更为优越的存储器产品。