采用OTP固件提高處理器的靈活性
出處:cqs168 發(fā)布于:2007-11-28 15:53:54
為了適應(yīng)新算法及簡化衍生產(chǎn)品開發(fā)的需要,必須對處理器程序固件進行升級。但是,如果將這種程序固件存儲在ROM或閃存中,對于某些嵌入式應(yīng)用將帶來一些問題。對可掩膜ROM來說,在芯片制造時將處理器固件“燒死”。在典型的系統(tǒng)級芯片設(shè)計流程中,固件是項目的關(guān)鍵一環(huán)。掩膜ROM內(nèi)容的每次改變都需要進行非重復(fù)性工程投資,而且還要花費長達數(shù)月的時間。另外,基于ROM的存儲還增加了庫存管理成本。
對許多消費類應(yīng)用來說,閃存的成本更令人望而卻步。與將固件存儲在片內(nèi)相比,讀取存儲在外接閃存內(nèi)的固件所需功耗較大。從外接閃存固件,易遭受沒有授權(quán)的第三方的惡意攔截盜取。而對于片上閃存,通過反向工程,仍能“翻拍”閃存的內(nèi)容。
相對來說,在處理芯片內(nèi)嵌入性可編程(OTP)非易失存儲器是一個更好的方案。除了能適應(yīng)數(shù)據(jù)標準的變化,降低衍生產(chǎn)品成本并縮短衍生產(chǎn)品上市時間外,OTP存儲器可通過軟件的修改來應(yīng)對工程變化的需要。從而使產(chǎn)品生命周期得以延長,并且通過在系統(tǒng)研發(fā)過程中的固件配置,強化了硬件和軟件的協(xié)同開發(fā)。 固件升級:將固件升級程序放置在未編程的扇區(qū)中
應(yīng)該
1.在可以重新配置存儲器的地方考慮采用OTP存儲器,即使固件有可能改變。OTP存儲器具有編程時的固有穩(wěn)定性,另外,它不受溫度、電壓、環(huán)境輻射和讀取操作的影響。
2.應(yīng)該預(yù)留若干“補丁”空間。在存儲現(xiàn)有程序代碼的扇區(qū)之外,在OTP存儲器內(nèi)留出一個或多個預(yù)留扇區(qū)。當需要對某一程序代碼模塊進行升級時,就可以將升級的模塊編程到預(yù)留的存儲扇區(qū),然后利用控制邏輯指向這些升級模塊。
3.應(yīng)該充分估計未來程序固件升級所需的預(yù)留存儲器空間。預(yù)留空間的大小取決于固件的存儲器足跡、系統(tǒng)預(yù)期的使用壽命和固件升級頻率。做此估計時應(yīng)保守一些,因為OTP存儲器存儲密度大(特別是相對于閃存),故寧可多預(yù)留一些空間,哪怕以后用不上,也不要低估固件升級可能需要的容量。另外,嵌入式OTP存儲器的體積也比板上SRAM小。
4.應(yīng)該選用嵌入式OTP存儲器,特別是對于那些成本比較敏感的應(yīng)用,例如消費類產(chǎn)品。對于這些消費類產(chǎn)品,即便是增加一點成本,也可對整個芯片得成本產(chǎn)生很大影響。選用嵌入式OTP存儲器對邏輯CMOS系統(tǒng)級芯片的工藝成本增加很少或基本沒有增加。而選用嵌入式閃存將使得芯片成本增加50%。這是因為制造帶有閃存的芯片需要額外的掩膜和工藝步驟。
5.應(yīng)該充分估計OTP存儲器的讀取時間,以確保能滿足特定芯片的要求。將引導(dǎo)代碼存儲在嵌入式OTP存儲器中,而不是外接閃存。這樣將省去把內(nèi)容從閃存到嵌入式SRAM所需的時間。
不應(yīng)該
1.將固件存儲在單獨的閃存芯片,然后再往處理器中。單獨的閃存芯片不僅增加了系統(tǒng)成本、還加大了設(shè)備體積。另外,這種作法還增加了測試成本及復(fù)雜性,同時也增加了電路板及多芯片承載的復(fù)雜性。,從外接芯片的代碼還增加了功耗。
2.在固件的安全性特別關(guān)鍵時,采用浮動門非易失存儲器。對開發(fā)固件的公司來說,固件價值很高,同時對公司的競爭力也很重要。黑客可采用電壓對比或其它掃描技術(shù)從嵌入式閃存中竊取固件代碼。而外接閃存代碼的盜取更容易,因為可以通過截取碼流來實現(xiàn)。
3.忽視訪問存儲在存儲器內(nèi)的固件所需的功耗。功耗有時很重要,特別在芯片的上電周期上。將固件存儲在外掛閃存中,然后到片上SRAM的過程尤其耗電。
4.忽視用于存儲固件的存儲器向新工藝節(jié)點的擴展能力。如果能夠?qū)⑿酒壍礁〉墓に嚬?jié)點,就能降低成本(芯片將變得更小),或者可以以相同成本在現(xiàn)有設(shè)計上添加進更多功能?;谖锢硐拗?,浮動門存儲器技術(shù)通常落后工藝節(jié)點一到兩代。
5.忽視你選作固件存儲的各種存儲器的可靠性——這可是一個不能出差錯的地方喲!
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