CN107102868B - 嵌入式系统及其快速启动方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入式系统及其快速启动方法和装置，嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，闪存控制器包括与SRAM相连的SRAM控制单元和分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元，嵌入式系统的快速启动方法包括以下步骤：在嵌入式系统上电复位之后，通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM；通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行；在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据的同时，通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM。本发明可以有效减少嵌入式系统的启动时间，并同时优化嵌入式系统总体时间，使用户获得最优体验。

Description

嵌入式系统及其快速启动方法和装置

技术领域

本发明涉及嵌入式技术领域，特别是涉及一种嵌入式系统的快速启动方法、一种嵌入式系统的快速启动装置和一种嵌入式系统。

背景技术

SRAM(Static Random Access Memory，一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存内部存储的数据)属于标准电路，是目前最常用的片内存储器。SRAM的优点是读写速度非常快，功耗较低；缺点是电路面积较大，掉电后信息会丢失。闪存的电路比较特殊，不易集成到标准电路芯片中。闪存的优点是电路面积较小，掉电后信息不会丢失；缺点是读写速度较慢，功耗较高。闪存是目前嵌入式系统中最常用的程序存储器。由于嵌入式系统正常工作时对程序存储器的访问主要是读操作，所以程序存储器的读速度直接影响嵌入式系统的性能。另外，由于接口的限制，片外闪存很难满足嵌入式系统对程序存储器的性能要求，嵌入式闪存技术应运而生。嵌入式闪存技术将闪存电路与标准电路制造在同一颗芯片上，解决了接口的限制，使CPU可以每个周期从闪存读出一条程序指令。目前，主流厂商的嵌入式系统普遍采用闪存芯片作为程序存储器。

相关技术中，先将闪存芯片中所有数据预先复制后，存入SRAM中，然后再启动嵌入式系统运行。

由于，嵌入式系统启动时间为从上电后到嵌入式系统真正开始运行的时间。如果将闪存芯片中所有数据预先复制存入SRAM，所需要时间太长，导致相关技术中嵌入式系统启动时间太长。其中，所需要时间主要取决于复制闪存芯片的容量大小，以及复制的时钟频率。比如对于启动时钟为8兆赫兹时钟的嵌入式系统，复制512K字节数据，所需要时间为一百多毫秒。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种嵌入式系统的快速启动方法、一种嵌入式系统的快速启动方装置和一种嵌入式系统，以解决相关技术中嵌入式系统启动时间太长的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种嵌入式系统的快速启动方法，所述嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元，所述嵌入式系统的快速启动方法包括以下步骤：

在所述嵌入式系统上电复位之后，通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM；

通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行；

在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据的同时，通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM。

优选地，在所述通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM时，包括：

在任一闪存块中数据复制至所述SRAM后，通过所述启动容量控制单元设置所述任一闪存块的复制完成标识。

优选地，在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据时，包括：

通过所述启动容量控制单元根据所述所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所述所需数据对应闪存块中数据是否复制至所述SRAM；

如果否，通过所述启动容量控制单元控制所述嵌入式系统等待所述所需数据对应闪存块中数据复制至所述SRAM。

优选地，所述闪存控制器还包括与所述嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，在所述嵌入式系统上电复位之后，以及在所述通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之前，所述嵌入式系统的快速启动方法还包括：

通过所述启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述打开锁相环信息控制所述嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据所述锁相环倍频系数设置所述锁相环，以使所述锁相环产生相应的锁相环时钟；

通过所述启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述第一切换时钟信息，切换所述闪存控制器的时钟至所述锁相环时钟。

优选地，在所述通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之后，以及在所述通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行之前，还包括：

通过所述启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述第二切换时钟信息切换所述闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭所述锁相环和清除所述锁相环倍频系数。

本发明实施例还公开了一种嵌入式系统的快速启动装置，所述嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元，所述嵌入式系统的快速启动装置包括：

第一复制模块，用于在所述嵌入式系统上电复位之后，通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM；

启动模块，用于通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行；

第二复制模块，用于在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据的同时，通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM。

优选地，在通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM时，所述第二复制模块包括：

标识设置单元，用于在任一闪存块中数据复制至所述SRAM后，通过所述启动容量控制单元设置所述任一闪存块的复制完成标识。

优选地，在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据时，所述第二复制模块包括：

判断单元，用于通过所述启动容量控制单元根据所述所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所述所需数据对应闪存块中数据是否复制至所述SRAM；

控制单元，用于当所述判断单元判断所述所需数据对应闪存块中数据未复制至所述SRAM时，通过所述启动容量控制单元控制所述嵌入式系统等待所述所需数据对应闪存块中数据复制至所述SRAM。

优选地，所述闪存控制器还包括与所述嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，在所述嵌入式系统上电复位之后，以及在所述第一复制模块通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之前，所述嵌入式系统的快速启动装置还包括：

第一发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至所述时钟管理单元；

设置模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述打开锁相环信息控制所述嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据所述锁相环倍频系数设置所述锁相环，以使所述锁相环产生相应的锁相环时钟；

第二发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至所述时钟管理单元；

第一切换模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述第一切换时钟信息，切换所述闪存控制器的时钟至所述锁相环时钟。

优选地，在所述第一复制模块通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之后，以及在所述启动模块通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行之前，还包括：

第三发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至所述时钟管理单元；

第二切换模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述第二切换时钟信息切换所述闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭所述锁相环和清除所述锁相环倍频系数。

本发明实施例还公开了一种嵌入式系统，其特征在于，包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器和根据权利要求6-10中任一项所述的嵌入式系统的快速启动装置，其中，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元。

本发明实施例的嵌入式系统即快速启动方法和装置包括以下优点：

第一，本发明实施例通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以有效减少嵌入式系统的启动时间。

第二，本发明实施例在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

第三，本发明实施例采用设置锁相环时钟为嵌入式系统运行的最大时钟，并用锁相环时钟当成复制第一闪存块中数据的时钟。这样大大的加快了复制第一闪存块中数据的速度，通常速度可以提高十几倍。

附图说明

图1是本发明的一种嵌入式系统的快速启动方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的另一种嵌入式系统的快速启动方法实施例的步骤流程图；

图3是本发明的另一种嵌入式系统的快速启动方法实施例中嵌入式系统的结构框图；

图4是本发明的另一种嵌入式系统的快速启动方法实施例中嵌入式系统的局部结构框图；

图5是本发明的一种嵌入式系统的快速启动装置实施例的结构框图；

图6是本发明的另一种嵌入式系统的快速启动装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明的一种嵌入式系统的快速启动方法实施例的步骤流程图，嵌入式系统可以包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，闪存控制器可以包括与SRAM相连的SRAM控制单元和分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元，N为大于1的整数，嵌入式系统的快速启动方法具体可以包括以下步骤：

S1，在嵌入式系统上电复位之后，通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM。

具体地，闪存芯片可以为常用芯片，SRAM可以为标准IP(Intellectual Property，知识产权)核，SRAM用于存放闪存芯片中数据，闪存控制器用于负责闪存芯片与嵌入式系统中其他模块的交互，SRAM控制单元用于将闪存控制器内部对SRAM的读写操作以及嵌入式系统中内存控制器对SRAM的读写操作转化为SRAM所需的信号。具体地，SRAM断电后数据丢失，读写数据速度快，可实时读写数据。闪存芯片可读数据，可擦写数据，断电后数据不丢失，但读写数据速度慢，并且大部分时间为读数据，在嵌入式系统中，闪存芯片主要用于存储程序数据以及一些固定不变的数据。

在复制完成后，进入步骤S2。

S2，通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行。

S3，在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据的同时，通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM。

由于步骤S1通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM后步骤S2即通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行，这样可以大大减少嵌入式系统的启动时间。这是因为步骤S2中，刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块中数据开始，而步骤S1中，第一闪存块中数据已复制到SRAM中，因此，步骤S3中，刚开始嵌入式系统可以通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需第一闪存块中数据，从而实现了减少嵌入式系统的启动时间。

另外，步骤S2中，在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，步骤S3可以自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户可以获得最优启动体验。

具体地，在本发明的另一个实施例中，步骤S1还可以通过启动容量控制单元复制第一闪存块、第二闪存块……第M闪存块中数据至SRAM，M为大于或等于2，且小于N的整数。需要说明的是，本发明实施例中闪存芯片可以由其他非易失性存储器取代。

本发明实施例的嵌入式系统的快速启动方法包括以下优点：

第一，本发明实施例通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以加快嵌入式系统的启动时间。

第二，本发明实施例在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

参照图2，示出了本发明的另一种嵌入式系统的快速启动方法实施例的步骤流程图，嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，闪存控制器包括与SRAM相连的SRAM控制单元、分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元和与嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，N为大于1的整数。

具体地，在本发明的一个实施例中，嵌入式系统如图3所示，其中，嵌入式系统除包括主芯片和上述的闪存芯片，其中，可以采用MCP(Multiple Chip Package，多芯片封装)技术将主芯片和闪存芯片制造在同一个封装内，以使嵌入式系统的产品体积更小巧。主芯片除包括上述的SRAM和闪存控制器外，还可以包括CPU、DMA(Directional Memory Access，直接内存访问)、内存控制器、时钟管理单元、模拟单元和设备等，CPU和DMA通过系统总线与内存控制器、闪存控制器、设备等相连，时钟管理单元分别与模拟单元和闪存控制器相连。

参照图4，闪存控制器可以包括闪存总线接口、上述的SRAM控制单元、闪存配置寄存器和闪存控制单元，上述的启动容量控制单元和启动时钟设置单元可以设置在闪存控制单元中，闪存总线接口与系统总线相连，SRAM控制单元通过数据通路1与闪存总线接口相连，闪存配置寄存器通过数据通路2与闪存总线接口相连，闪存控制单元通过数据通路3与SRAM控制单元相连，闪存控制单元通过数据通路4与闪存总线接口相连。模拟单元可以包括与时钟管理单元相连的内部晶振，以及分别与内部晶振和时钟管理单元相连的锁相环等。时钟管理单元用于管理嵌入式系统中所有时钟，并提供闪存控制器的时钟和闪存芯片的时钟。内部晶振例如RC(resistance capacitance，电阻、电容)晶振，用于在嵌入式系统上电后自动产生低速的内部晶振时钟，内部晶振时钟一般为几兆赫兹，例如8兆赫兹。锁相环用于将输入时钟频率加倍，产生高速的锁相环时钟，例如100兆赫兹。

具体地，闪存芯片可以为常用芯片，SRAM可以为标准IP核，SRAM用于存放闪存芯片中数据，闪存控制器用于负责闪存芯片与嵌入式系统中其他模块的交互，SRAM控制单元用于将闪存控制器内部对SRAM的读写操作以及嵌入式系统中内存控制器对SRAM的读写操作转化为SRAM所需的信号。具体地，SRAM断电后数据丢失，读写数据速度快，可实时读写数据。闪存芯片可读数据，可擦写数据，断电后数据不丢失，但读写数据速度慢，并且大部分时间为读数据，在嵌入式系统中，闪存芯片主要用于存储程序数据以及一些固定不变的数据。

具体地，数据通路1为从SRAM控制单元到闪存总线接口的读数据通路，用于将SRAM中数据读取到系统总线中。数据通路2为闪存总线接口到闪存配置寄存器之间的数据通路，用于系统总线配置闪存寄存器信息。数据通路3为从闪存控制单元到SRAM控制单元之间的读数据通路，用于将闪存芯片中的程序数据部分读取到SRAM中。数据通路4为闪存总线接口到闪存控制单元之间的写数据通路，用于系统总线编程闪存芯片中的程序数据。时钟设置信号可以包括锁相环倍频系数、打开锁相环信息、第一切换时钟信息、第二切换时钟信息等。

具体地，闪存总线接口用于将系统总线的读写访问转化为闪存控制器内部的读写操作。闪存总线接口根据访问地址空间的不同将系统总线的访问分为两类：一类是通过数据通路2访问闪存配置寄存器，一类是通过数据通路1访问程序存储空间SRAM。闪存配置寄存器主要包括一系列寄存器，由系统总线通过数据通路2进行配置，以控制闪存控制器的运行。

参照图2，嵌入式系统的快速启动方法具体可以包括以下步骤：

S21，在嵌入式系统上电复位之后，通过启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至时钟管理单元。

具体地，在嵌入式系统上电复位之后，内部晶振将自动产生低速的内部晶振时钟，进而步骤S21通过启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至时钟管理单元。其中，打开锁相环信息可以为打开锁相环信号。

S22，通过时钟管理单元根据打开锁相环信息控制嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据锁相环倍频系数设置锁相环，以使锁相环产生相应的锁相环时钟。

具体地，锁相环倍频系数可以为大于1的正数，锁相环产生锁相环时钟到时钟管理单元中。

具体地，时钟管理单元可以根据打开锁相环信息发送打开锁相环控制信号至锁相环，以及根据锁相环倍频系数发送设置锁相环倍频系数信号至锁相环。

S23，通过启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至时钟管理单元。

S24，通过时钟管理单元根据第一切换时钟信息，切换闪存控制器的时钟至锁相环时钟。

即步骤S24将闪存控制器的时钟从低速的内部晶振时钟切换至高速的锁相环时钟，此时，锁相环时钟为嵌入式系统的最大时钟。

S25，通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM。

步骤S25中，嵌入式系统中其它模块的和闪存控制器的时钟为高速的锁相环时钟，从而大大的加快了复制第一闪存块中数据的速度，大大减少复制第一闪存块中数据至SRAM所消耗的时间。例如当锁相环时钟为100兆赫兹，内部晶振时钟为8兆赫兹时，复制第一闪存块中数据的速度可以提高12.5倍，复制第一闪存块中数据至SRAM所消耗的时间可以减少12.5倍。步骤S25复制完成后，进入步骤S26。

S26，通过启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至时钟管理单元。

S27，通过时钟管理单元根据第二切换时钟信息切换闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭锁相环和清除锁相环倍频系数。

即步骤S27将闪存控制器的时钟从高速的锁相环时钟切换至低速的内部晶振时钟，此时，嵌入式系统中其它模块的时钟为内部晶振时钟。

S28，通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行。

由于步骤S27已将嵌入式系统恢复到上电复位后的初始状态，从而可以保证嵌入式系统刚开始运行时钟为默认的低速内部晶振时钟，避免了步骤S28中嵌入式系统刚开始运行时可能出现的程序错误。

S29，在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据的同时，通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM。

由于步骤S25通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM，步骤S26和步骤S27还原现场后，步骤S28即通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行，这样可以大大减少嵌入式系统的启动时间。这是因为步骤S28中，刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块中数据开始，而步骤S25中，第一闪存块中数据已复制到SRAM中，因此，步骤S29中，刚开始嵌入式系统可以直接通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需第一闪存块中数据到CPU中执行，嵌入式系统启动程序运行，从而实现了减少嵌入式系统的启动时间。

另外，随着嵌入式系统启动程序的运行，所需数据对应闪存块可能为其他闪存块(第二闪存块……或第N闪存块)中数据。如果当前所需数据对应闪存块中数据没有复制到SRAM中，则需要等待当前所需数据对应闪存块中数据复制完成。

优选地，在通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM时，可以包括：

S291，在任一闪存块中数据复制至SRAM后，通过启动容量控制单元设置任一闪存块的复制完成标识。

优选地，步骤S29中，在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据时，可以包括：

S292，通过启动容量控制单元根据所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所需数据对应闪存块中数据是否复制至SRAM。

S293，如果否，通过启动容量控制单元控制嵌入式系统等待所需数据对应闪存块中数据复制至SRAM。

在步骤S293之后，可以进入步骤S291。

进一步地，如果步骤S292判断所需数据对应闪存块中数据复制至SRAM，则嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据到CPU中执行，嵌入式系统启动程序继续运行。

具体地，在本发明的一个实施例中，当步骤S28通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第一闪存块中数据到CPU中执行，同时步骤S29可以自动通过启动容量控制单元复制第二闪存块中数据至SRAM，并在复制完成后，步骤S291通过启动容量控制单元设置第二闪存块的复制完成标识。

当嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第二闪存块中数据时，步骤S292通过启动容量控制单元根据所需数据对应第二闪存块是否具有复制完成标识，判断所需数据对应第二闪存块中数据是否复制至SRAM。如果是，嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第二闪存块中数据到CPU中执行，嵌入式系统启动程序继续运行，如果否，步骤S293通过启动容量控制单元控制嵌入式系统等待所需数据对应第二闪存块中数据复制至SRAM，并在复制完成后，步骤S291通过启动容量控制单元设置第二闪存块的复制完成标识。

进一步地，当嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第二闪存块中数据到CPU中执行时，同时步骤S29可以自动通过启动容量控制单元复制第三闪存块中数据至SRAM，并在复制完成后，步骤S291通过启动容量控制单元设置第三闪存块的复制完成标识。

当嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第三闪存块中数据时，步骤S292通过启动容量控制单元根据所需数据对应第三闪存块是否具有复制完成标识，判断所需数据对应第三闪存块中数据是否复制至SRAM。如果是，嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需的第三闪存块中数据到CPU中执行，嵌入式系统启动程序继续运行，如果否，步骤S293通过启动容量控制单元控制嵌入式系统等待所需数据对应第三闪存块中数据复制至SRAM，并在复制完成后，步骤S291通过启动容量控制单元设置第三闪存块的复制完成标识。

依此类推，直至嵌入式系统通过SRAM控制单元完成从SRAM读运行所需的第N闪存块中数据到CPU中执行。

由于步骤S28中，在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，步骤S29可以自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户可以获得最优启动体验。

具体地，在本发明的另一个实施例中，步骤S25还可以通过启动容量控制单元复制第一闪存块、第二闪存块……第M闪存块中数据至SRAM，M为大于或等于2，且小于N的整数。需要说明的是，本发明实施例中闪存芯片可以由其他非易失性存储器取代。

本发明实施例的嵌入式系统的快速启动方法包括以下优点：

第一，本发明实施例通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以加快嵌入式系统的启动时间。

第二，本发明实施例在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

第三，本发明实施例采用设置锁相环时钟为嵌入式系统运行的最大时钟，并用锁相环时钟当成复制第一闪存块中数据的时钟。这样大大的加快了复制第一闪存块中数据的速度，通常速度可以提高十几倍。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图5，示出了本发明的一种嵌入式系统的快速启动装置实施例的结构框图，嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，闪存控制器包括与SRAM相连的SRAM控制单元和分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元，嵌入式系统的快速启动装置具体可以包括如下模块：

第一复制模块51，用于在嵌入式系统上电复位之后，通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM。

启动模块52，用于通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行。

第二复制模块53，用于在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据的同时，通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM。

本发明实施例的嵌入式系统的快速启动装置包括以下优点：

第一，本发明实施例通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以加快嵌入式系统的启动时间。

第二，本发明实施例在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

参照图6，示出了本发明的另一种嵌入式系统的快速启动装置实施例的结构框图，嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，闪存控制器包括与SRAM相连的SRAM控制单元、分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元和与嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，嵌入式系统的快速启动装置具体可以包括如下模块：

第一发送模块61，用于在嵌入式系统上电复位之后，通过启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至时钟管理单元。

设置模块62，用于通过时钟管理单元根据打开锁相环信息控制嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据锁相环倍频系数设置锁相环，以使锁相环产生相应的锁相环时钟。

第二发送模块63，用于通过启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至时钟管理单元。

第一切换模块64，用于通过时钟管理单元根据第一切换时钟信息，切换闪存控制器的时钟至锁相环时钟。

另外，时钟管理单元还可以根据第一切换时钟信息，切换嵌入式系统中其它模块的时钟至锁相环时钟，此时，锁相环时钟为嵌入式系统的最大时钟。

第一复制模块65，用于通过启动容量控制单元复制第一闪存块中数据至SRAM。

第三发送模块66，用于通过启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至时钟管理单元。

第二切换模块67，用于通过时钟管理单元根据第二切换时钟信息切换闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭锁相环和清除锁相环倍频系数。

启动模块68，用于通过启动容量控制单元启动嵌入式系统运行。

第二复制模块69，用于在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据的同时，通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM。

在通过启动容量控制单元复制第二闪存块至第N闪存块中数据至SRAM时，第二复制模块可以包括：标识设置单元691，用于在任一闪存块中数据复制至SRAM后，通过启动容量控制单元设置任一闪存块的复制完成标识。

在嵌入式系统通过SRAM控制单元从SRAM读运行所需数据时，第二复制模块可以包括判断单元692和控制单元693。其中，判断单元，用于通过启动容量控制单元根据所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所需数据对应闪存块中数据是否复制至SRAM。控制单元，用于当判断单元判断所需数据对应闪存块中数据未复制至SRAM时，通过启动容量控制单元控制嵌入式系统等待所需数据对应闪存块中数据复制至SRAM。其中，在控制单元693之后，可以进入标识设置单元691。

本发明实施例的嵌入式系统的快速启动装置包括以下优点：

第一，本发明实施例通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以加快嵌入式系统的启动时间。

第二，本发明实施例在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

第三，本发明实施例采用设置锁相环时钟为嵌入式系统运行的最大时钟，并用锁相环时钟当成复制第一闪存块中数据的时钟。这样大大的加快了复制第一闪存块中数据的速度，通常速度可以提高十几倍。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明实施例还公开了一种嵌入式系统，该嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器和上述的嵌入式系统的快速启动装置，其中，闪存控制器包括与SRAM相连的SRAM控制单元和分别与SRAM控制单元和闪存芯片相连的启动容量控制单元。

本发明实施例的嵌入式系统在闪存控制器的闪存控制单元中设置启动容量控制单元，或在闪存控制器的闪存控制单元中设置启动容量控制单元和启动时钟设置单元，该嵌入式系统包括以下优点：

第一，通过启动容量控制单元先预读一部分闪存芯片数据例如第一闪存块中数据到SRAM中之后，即刻启动嵌入式系统运行，由于刚开始嵌入式系统运行程序从第一闪存块开始，而第一闪存块中数据已复制到SRAM中，这样可以加快嵌入式系统的启动时间。

第二，在启动容量控制单元启动嵌入式系统运行后，自动继续读闪存芯片中剩余部分数据到SRAM中，而嵌入式系统运行的同时可从SRAM中读取数据执行，这样嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作，在减少嵌入式系统启动时间的同时，同样优化了嵌入式系统总体时间(即启动时间加上嵌入式系统运行时间)，使用户获得最优体验。

第三，采用设置锁相环时钟为嵌入式系统运行的最大时钟，并用锁相环时钟当成复制第一闪存块中数据的时钟。这样大大的加快了复制第一闪存块中数据的速度，通常速度可以提高十几倍。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种嵌入式系统的快速启动方法、一种嵌入式系统的快速启动装置和一种嵌入式系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种嵌入式系统的快速启动方法，其特征在于，所述嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元，所述嵌入式系统的快速启动方法包括以下步骤：

在所述嵌入式系统上电复位之后，通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM；

通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行；具体为：通过所述启动容量控制单元预先读已复制的所述第一闪存块中的数据之后，即刻启动所述嵌入式系统运行；

在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据的同时，通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM；

所述嵌入式系统运行的同时从SRAM中读取数据执行，进而嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM时，包括：

在任一闪存块中数据复制至所述SRAM后，通过所述启动容量控制单元设置所述任一闪存块的复制完成标识。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据时，包括：

通过所述启动容量控制单元根据所述所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所述所需数据对应闪存块中数据是否复制至所述SRAM；

如果否，通过所述启动容量控制单元控制所述嵌入式系统等待所述所需数据对应闪存块中数据复制至所述SRAM。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闪存控制器还包括与所述嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，在所述嵌入式系统上电复位之后，以及在所述通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之前，所述嵌入式系统的快速启动方法还包括：

通过所述启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述打开锁相环信息控制所述嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据所述锁相环倍频系数设置所述锁相环，以使所述锁相环产生相应的锁相环时钟；

通过所述启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述第一切换时钟信息，切换所述闪存控制器的时钟至所述锁相环时钟。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之后，以及在所述通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行之前，还包括：

通过所述启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至所述时钟管理单元；

通过所述时钟管理单元根据所述第二切换时钟信息切换所述闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭所述锁相环和清除所述锁相环倍频系数。

6.一种嵌入式系统的快速启动装置，其特征在于，所述嵌入式系统包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元，所述嵌入式系统的快速启动装置包括：

第一复制模块，用于在所述嵌入式系统上电复位之后，通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM；

启动模块，用于通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行；具体为：通过所述启动容量控制单元预先读已复制的所述第一闪存块中的数据之后，即刻启动所述嵌入式系统运行；

第二复制模块，用于在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据的同时，通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM；

所述嵌入式系统运行的同时从SRAM中读取数据执行，进而嵌入式系统运行与复制闪存芯片中数据并行操作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在通过所述启动容量控制单元复制第二闪存块至所述第N闪存块中数据至所述SRAM时，所述第二复制模块包括：

标识设置单元，用于在任一闪存块中数据复制至所述SRAM后，通过所述启动容量控制单元设置所述任一闪存块的复制完成标识。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述嵌入式系统通过所述SRAM控制单元从所述SRAM读运行所需数据时，所述第二复制模块包括：

判断单元，用于通过所述启动容量控制单元根据所述所需数据对应闪存块是否具有复制完成标识，判断所述所需数据对应闪存块中数据是否复制至所述SRAM；

控制单元，用于当所述判断单元判断所述所需数据对应闪存块中数据未复制至所述SRAM时，通过所述启动容量控制单元控制所述嵌入式系统等待所述所需数据对应闪存块中数据复制至所述SRAM。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述闪存控制器还包括与所述嵌入式系统的时钟管理单元相连的启动时钟设置单元，在所述嵌入式系统上电复位之后，以及在所述第一复制模块通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之前，所述嵌入式系统的快速启动装置还包括：

第一发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送锁相环倍频系数和打开锁相环信息至所述时钟管理单元；

设置模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述打开锁相环信息控制所述嵌入式系统的模拟单元打开锁相环，并根据所述锁相环倍频系数设置所述锁相环，以使所述锁相环产生相应的锁相环时钟；

第二发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送第一切换时钟信息至所述时钟管理单元；

第一切换模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述第一切换时钟信息，切换所述闪存控制器的时钟至所述锁相环时钟。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述第一复制模块通过所述启动容量控制单元复制所述第一闪存块中数据至所述SRAM之后，以及在所述启动模块通过所述启动容量控制单元启动所述嵌入式系统运行之前，还包括：

第三发送模块，用于通过所述启动时钟设置单元发送第二切换时钟信息至所述时钟管理单元；

第二切换模块，用于通过所述时钟管理单元根据所述第二切换时钟信息切换所述闪存控制器的时钟至内部晶振时钟，并关闭所述锁相环和清除所述锁相环倍频系数。

11.一种嵌入式系统，其特征在于，包括具有第一闪存块至第N闪存块的闪存芯片、SRAM、闪存控制器和根据权利要求6-10中任一项所述的嵌入式系统的快速启动装置，其中，所述闪存控制器包括与所述SRAM相连的SRAM控制单元和分别与所述SRAM控制单元和所述闪存芯片相连的启动容量控制单元。

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