[发明专利]一种MCU存储系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及单片机技术领域，尤其涉及一种MCU存储系统及实现方法。

背景技术

微控制单元（MicroControllerUnit，MCU）系统中，可执行程序一般存储在片内易失性存储器，或者片内非易失性存储器（Nonvolatile Memory）中。微处理器可以随时直接地址访问存储在这两种设备上的信息，其中，每个地址对应一个字节，片内存储器的大小决定微处理器程序空间。

在MCU系统中，一般还具有一种片外非易失性存储器，包括但不仅限于片外NOR Flash、片外NAND Flash等。该设备一般存储数据而非可执行程序。微处理器访问片外非易失性存储器时不能通过直接地址随机访问，而是通过对相应的控制模块访问接口进行操作，操作方式有很多种，一般地，可以通过读写命令包的方式通知控制模块需要完成何种操作，以及操作命令格式，非易失性性存储器的控制模块收到命令后，再将其转为符合片外非易失性存储器接口协议的命令，通过输入输出接口（例如SPI）发送给片外非易失性存储器，按照接口协议完成操作，最后将操作结果返回给微处理器。

片内易失性存储器和片内非易失性存储器容量都比较小（4KB-1MB），并且成本较高，随着32bits MCU的普及，可执行程序空间的大小逐渐成为MCU应用的瓶颈之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种MCU存储系统及实现方法，可以使MCU以接近片内易失性存储器的访问速度获得片外非易失性存储器容量的可执行程序空间。

为了解决上述问题，本发明提出了一种MCU存储系统，所述存储系统包括：

微处理器，用于向存储系统控制电路发送访存地址，接收存储系统控制电路所读取有片外非易失性存储器上访存地址对应的程序数据；

片外非易失性存储控制接口，用于读取片外非易失性存储器上与该访存地址相对应的程序数据；

片外非易失性存储器，用于存储可执行程序；

片内易失性存储器，用于存储高速缓存数据；

存储系统控制电路，用于接收微处理器所发送的访存地址，在地址映射表中查找该访存地址是否在片内易失性存储器中，若是，则将相应数据读取并发送给微处理器；若否，则通过片外非易失性存储控制接口读取片外非易失性存储器上与该访存地址相对应的程序数据。

优选地，所述存储系统控制电路包括：

地址映射电路，用于将微处理器发送的访存地址转化为缓存地址，查找该缓存地址是否在片内易失性存储器中；

缓存管理电路，用于将片内易失性存储器划分为缓存块；

数据读取电路，用于当微处理器发送的访存地址不在片内易失性存储器中时，通过片外非易失性存储控制接口读取片外非易失性存储器上访存地址对应的数据。

优选地，所述地址映射电路用于根据微处理器发送的访存地址中的映射表序号查找对应的映射表项，检查映射表的内容，将访存地址转化为缓存地址。

优选地，所述数据读取电路用于通过片外非易失性存储控制接口将访存地址发送给片外非易失性存储器，读取片外非易失性存储器上访存地址对应的数据，并将该数据发送给片内易失性存储器。

优选地，所述地址映射电路还用于更新地址映射表。

优选地，所述缓存管理电路还用于根据缓存策略替换缓存块的内容。

优选地，缓存管理电路还用于对缓存块的内容进行锁定。

相应地，本发明还提供一种MCU存储系统的实现方法，所述方法包括：

微处理器向存储系统控制电路发送访存地址；

存储系统控制电路接收微处理器所发送的访存地址，在地址映射表中查找该访存地址是否在片内易失性存储器中，若是，则将相应数据读取并发送给微处理器；若否，则通过片外非易失性存储控制接口读取片外非易失性存储器上与该访存地址相对应的程序数据；

微处理器接收存储系统控制电路所读取有片外非易失性存储器上访存地址对应的程序数据。

优选地，所述存储系统控制电路接收微处理器所发送的访存地址，在地址映射表中查找该访存地址是否在片内易失性存储器中的步骤，包括：

将微处理器发送的访存地址转化为缓存地址，查找该缓存地址是否在片内易失性存储器中。

优选地，所述将微处理器发送的访存地址转化为缓存地址的步骤，包括：

根据微处理器发送的访存地址中的映射表序号查找对应的映射表项，检查映射表的内容，将访存地址转化为缓存地址。