基于FPGA的K9F4G08 Flash控制器設計

　　2.1 匹配表

　　Flash出廠后可能存在壞塊，使用中也有可能會再出現新的壞塊。制造商保證每個芯片中的壞塊不多于80個，同時保證第0個塊肯定是好的，且保證擦寫1 000次不壞[1]。當進行連續地址的數據讀寫時有可能遇到壞塊，壞塊無法進行操作，會導致數據的丟失。因此必須建立一個匹配表，當遇到壞塊時，將其匹配到好塊的地址上。

　　實際的數據讀寫中只使用4 000個塊，根據這些要求設計了這樣的匹配表：長度512 B，存放在第0個塊的第0個頁(B0P0)。具體內容見表2。

　　一個塊的地址用2 B的16進制數表示。256 B可以存儲128個塊地址。0~255與256~512中存儲的塊地址是一一對應的，當使用到0~255中的塊地址時，需要從256~511中尋找對應的塊地址進行替換。

　　在FPGA中生成一個512 B的ram：ram_512，專門用于存放匹配表，當系統上電復位后，狀態機會自動將B0P0的數據讀出，并將前512 B的數據存入該ram_512中，以便后面匹配時使用[4]。

　　2.2 全擦與部分擦指令

　　該指令用于擦除所有的塊，建立新的匹配表。由于壞塊會導致擦除不成功，狀態機在擦除過程中會記錄下1~4 000個塊中擦除失敗的壞塊的地址、4 000~4 095個塊中好塊的地址，先按照匹配表規定的順序寫入ram_512，全部擦除完成后將ram_512中的數據寫入B0P0。由于數據量不足2 KB，因此后面補零。其流程圖如圖2所示。

　　部分擦除與全擦類似，執行這條指令需要給定起始與結尾的塊地址，controller_4G08可以完成對2個塊地址之間所有塊的擦除。當擦除過程中擦到壞塊時，狀態機會從匹配表中尋找該壞塊對應的好塊，并擦除。若沒有尋找到該壞塊的匹配塊，則出現了新的壞塊，會產生一個報錯的標志位，提示主狀態機需要進行全擦，以便建立新的匹配表。