DE602005003778T2

DE602005003778T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiederbeschreiben eines Sektors mit Bootloader-Software in einem sektor-löschbaren nichtflüchtigen Halbleiterspeicher

Info

Publication number: DE602005003778T2
Application number: DE602005003778T
Authority: DE
Inventors: Raja Jayaraman
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: US20090049368A1; WO2006094855A1; JP2008533574A; ATE381061T1; US7992076B2; EP1701262A1; DE602005003778D1; EP1701262B1

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neuschreiben eines primären Sektors eines sektorlöschbaren Halbleiterspeichermittels.
Die vorliegende Erfindung wird durch ein Verfahren zum Ausführen einer Aktualisierung für einen Anwendungscode, der in einem Flash-Speicher einer Steuerung gespeichert ist, beschrieben werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern betrifft alle Verfahren, die einen primären Sektor eines sektorlöschbaren Halbleiterspeichermittels neuschreiben.
Steuerungen verwenden nichtflüchtige Speichervorrichtungen, um Grundprogramme und Anwendungscodes, die durch diese Steuerung ausgeführt werden sollen, zu speichern. Ein kleiner Teil des Speicherplatzes in einem primären Sektor, der sich gewöhnlich an der Adresse 0×00 befindet, ist für einen Urladercode reserviert. Während eines Hochfahrens sucht eine Steuerung nach diesem Urladercode, der alle notwendigen Befehle enthält, um die Hardware der Steuerung, zum Beispiel ihre Schnittstellen, derart einzurichten, dass ein Anwendungscode davon Gebrauch machen kann. Eine Beschädigung oder ein Verlust des Urladers führt zu einer Fehlfunktion der gesamten Steuerung. Dann ist es ohne die Verwendung besonderer Einrichtungen nicht möglich, die Steuerung in eine Standardbetriebsart zurückzusetzen oder den Urlader neu zu programmieren. Daher muss der Verlust oder die Beschädigung des Urladers jederzeit verhindert werden.
Nichtflüchtige Standard-Halbleiterspeichermittel benötigen zwei Schritte, um Daten neu zu schreiben. Der Schreibschritt kann nur ein Bit auf einen logischen Pegel stellen oder das Bit unverändert lassen. Daher ist es nötig, zuerst einen Löschschritt anzuwenden, der den Speicher auf den zweiten logischen Pegel stellt. Der Schreibschritt kann abhängig von der Spezifikation der Speichervorrichtung auf ein einzelnes Bit, ein Byte oder ein Wort angewendet werden. Der Löschschritt wird jedoch auf einen ganzen Sektor angewendet. Selbst wenn nur ein kleiner Teil in einem Sektor verändert werden muss, kann durch den Löschschritt sein gesamter Inhalt beeinflusst und wahrscheinlich verloren werden. Daher haben Schreibprogramme in den meisten Systemen keinen Zugriff auf den primären Sektor.
Der Speicherplatz, der benötigt wird, um den Urlader zu speichern, ist bei weitem kleiner als ein Sektor eines herkömmlichen nichtflüchtigen Speichermittels. Der nicht verwendete Platz könnte durch einen Anwendungscode verwendet werden. Da es nötig ist, über die Möglichkeit zur Aktualisierung oder Verbesserung des Anwendungscodes zu verfügen, und ein Neuschreiben des primären Sektors mit den Verfahren des Stands der Technik aufgrund des Verlusts oder der Beschädigung des Urladers nicht möglich ist, werden die nicht verwendeten Teile des primären Sektors, z.B. Teile des primären Sektors, die nicht zum Speichern des Urladers verwendet werden, absichtlich frei gelassen.
Gegenwärtig füllt der Urladercode nicht einmal die Hälfte des primären Sektors von Standardspeichervorrichtungen, weshalb sehr viel Speicherplatz verschwendet wird. Andere Speichervorrichtungen mit kleineren Sektorgrößen brauchen nachteiliger Weise mehr Logikvorrichtungen und längere Befehlscodes, um den Speicherplatz anzusprechen.
Bin anderes mögliches Verfahren schreibt Teile eines Anwendungscodes, von dem angenommen wird, dass er in der Zukunft keinerlei Aktualisierung benötigen wird, in den primären Sektor. Es bleibt jedoch fast unmöglich, diese Teile eines Anwendungscodes zu identifizieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das fähig ist, Teile des primären Sektors mit nützlichen Daten oder Code zu füllen, die jederzeit veränderbar sind bzw. der jederzeit veränderbar ist, während sichergestellt wird, dass ein Urladercode im primären Sektor unverändert bleibt.
WO 97/49085 A1 offenbart Kondensatoren, um ein Programmiersystem nach einem Verlust einer primären Energiequelle mit Energie zu versorgen, damit ein Programmierzyklus richtig beendet werden kann. EP-1 041 486 A2 offenbart einen Mikrocomputer, der eine Speichereinheit besitzt, die ein Initialisierungsprogramm zum Einrichten eines Computers speichert. Dieses Programm kann von einem ROM zu einem Flash-Speicher übertragen werden. US 6,308,265 B1 offenbart eine derartige Erleichterung einer Aktualisierungsfunktion für ein BIOS, so dass ein Ladecode in einen zweiten Teil eines Speichers kopiert wird, wobei der Ladecode grundlegende Funktionen wie etwa das Zugreifen auf eine Diskette in einem Laufwerk aufweist. Dann wird ein primärer Teil des Speichers gelöscht und ein neues BIOS von einer Diskette zu diesem primären Teil kopiert. Durch das Vergleichen des neuen Ladecodes des neuen BIOS mit dem alten Ladecode im zweiten Teil wird sichergestellt, dass der Ladecode unverändert bleibt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Ladecode im zweiten Teil in den primären Teil zurückkopiert, um den Aktualisierungsvorgang zu wiederholen. Um Daten effizient zu speichern, kann ein nichtsymmetrisches Speichersegment eingesetzt werden.
Vorteil der vorliegenden Erfindung
Die oben erwähnte Aufgabe und andere Aufgaben werden durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Eine Idee der Erfindung lautet wie folgt: Vor dem Schreiben eines Anwendungscodes in einen verbleibenden nicht verwendeten Teil des primären Sektors wird der Urladercode vom primären Sektor zu einem zweiten Sektor kopiert, der gesamte Inhalt des ersten Sektors gelöscht, und der Urladercode vom zweiten zum primären Sektor zurückkopiert.
Durch das Kopieren und Zurückkopieren des Urladers kann der gesamte erste Sektor gelöscht werden, um das Speichermittel für ein neues Schreiben eines neuen Anwendungscodes und ein Behalten des Urladercodes in einem unveränderten Zustand vorzubereiten.
Vor dem Löschen des ersten Sektors wird eine Hilfsleistungsversorgung bereitgestellt, wobei die Hilfsleistungsversorgung genügend Leistung für die Verarbeitung aller Schritte beginnend mit dem Löschen bis zum und einschließlich des Zurückkopieren(s) des Urladers liefert. Falls eine primäre Leistungsversorgung versagt, kann durch Umschalten zur Hilfsleistungsversorgung eine Beschädigung des Urladercodes verhindert werden.
Der Anwendungscode ist ein Teil einer Anwendungssoftware, wobei der Teil so gewählt ist, dass er den nicht verwendeten verbleibenden Teil des ersten Sektors füllt. Daher kann der nicht verwendete Speicherplatz auf ein Mindestmaß verringert werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Sektor ein Sektor des Halbleiterspeichermittels, oder ist ein sekundäres Speichermittel als sekundärer Sektor bereitgestellt. Im ersten Fall kann ein zusätzliches Speichermittel eingespart werden, während im zweiten Fall die Verwendung eines sekundären Speichermittels zum Zwischenspeichern des Urladers schneller und weniger leistungsverbrauchend als im ersten Fall sein kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden eine erste und eine zweite Prüfsumme des Urladercodes, der im primären bzw. im sekundären Sektor gespeichert ist, berechnet und verglichen, bevor der primäre Sektor gelöscht wird. Durch das Vergleichen der Prüfsummen ist es möglich, ein sicheres Kopieren des Urladers zu überprüfen. Nach einer weiteren Ausführungsform wird eine dritte Prüfsumme des zurückkopierten Urladercodes berechnet und mit der ersten Prüfsumme verglichen.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ausführlicher mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschreiben.
Zeichnungen
1a bis 1e veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2 veranschaulicht eine Vorrichtung zur Ausführung einer Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Falls nicht anders angegeben bezeichnen identische Bezugszeichen in den Figuren ähnliche oder identische Bestandteile oder Merkmale.
Unter Bezugnahme auf die 1a bis 1e wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erklärt werden.
1a veranschaulicht ein nichtflüchtiges Flash-Speichermittel 10 schematisch. Das Speichermittel 10 ist in Sektoren 1, 2, n organisiert, die unabhängig gelöscht werden können. Schreib- und Lesetätigkeiten an die bzw. von der Speichervorrichtung 10 können kleinere Einheiten, d.h., Worte, Bytes oder Bits verwenden.
Eine Steuerung, die diese Flash-Speichervorrichtung 10 verwendet, sucht während eines Hochfahrens nach Befeh len, die im primären Sektor 1 an der Adresse 0×00 gespeichert sind. Diese Befehle, die näher als Urladercode B bezeichnet sind, werden benötigt, um die Steuerung für alle weiteren Tätigkeiten und zur Ausführung eines Anwendungscodes A₁, A₂, A_n einzurichten. Der Anwendungscode A₁, A₂, A_n ist im freien Platz des Flash-Speichermittels, z.B. in den verbleibenden Sektoren 2, n, und im verbleibenden Teil 1b des primären Sektors 1, der nicht durch den Urladercode B verwendet wird, gespeichert.
Falls der Anwendungscode verbessert werden sollte, werden die Teile des Anwendungscodes A₂, A_n, die in den Sektoren 2, n gespeichert sind, gelöscht und mit dem neuen Anwendungscode überschrieben. Daher werden die Sektoren 2, n vollständig gelöscht und wird ein neuer Code in diese Sektoren geschrieben.
Dieses einfache Verfahren kann nicht auf den primären Sektor 1 angewendet werden, da es zu einem Verlust des Urladers führen würde und auf diese Weise die Steuerung, die das Flash-Speichermittel 10 verwendet, zerstört würde. Daher wird in einem ersten Schritt einer der Sektoren 2, n gelöscht und dann der Urlader B vom primären Sektor 1 zu diesem zweiten Sektor 2 kopiert (1b). Es versteht sich, dass der zweite Sektor 2 genug Platz umfassen muss, um den vollständigen Urlader B zu speichern. Danach wird der gesamte Inhalt des primären Sektors 1 gelöscht, wodurch der Teil A1 des alten Anwendungscodes im primären Sektor und der Urlader gelöscht werden (1c). In einem anschließenden Schritt wird der Urlader B vom zweiten Sektor 2 zum primären Sektor 1 an die Adresse, an der er vorher gespeichert war, kopiert (1d). Schließlich kann der neue Anwendungscode A₁ in einen verbleibenden Teil 1b des primären Sektors 1, der nicht durch den Urlader B verwendet wird, geschrieben werden (1e). Zusätzlich kann der zweite Sektor gelöscht werden und können dann andere Teile des Anwendungscodes in die anderen Sektoren geschrieben werden.
Da es äußerst wichtig ist, den Urlader B durch dieses Verfahren nicht zu verändern, kann vor dem Kopieren des Urladers zum zweiten Sektor 2 eine Prüfsumme berechnet werden. Das Kopieren des Urladers vom primären Sektor 1 zum zweiten Sektor kann wiederholt werden, bis eine Prüfsumme, die über den kopierten Urlader berechnet wird, mit dem ursprünglichen Urlader im primären Sektor 1 identisch ist. Diese Schritte können entsprechend angewendet werden, wenn der Urlader vom zweiten Sektor zum primären Sektor zurückkopiert wird.
Um Probleme im Zusammenhang mit einem Leistungsversagen zu verhindern, kann wie in 2 dargestellt eine sekundäre Leistungsversorgung 13 bereitgestellt werden. Die sekundäre Leistungsversorgung versorgt die Speichervorrichtung 10 und die Speichersteuerung 11, falls eine primäre Leistungsversorgung (nicht veranschaulicht) versagt, nachdem der primäre Sektor 1 gelöscht wurde und der Urlader noch nicht zurückkopiert wurde. Da die Schritte des Löschens des primären Sektors 1 und des Kopierens des Urladers innerhalb einer kurzen Zeit, d.h., weniger als zwei Sekunden, abgeschlossen werden können, kann die sekundäre Leistungsversorgung als kleine Vorrichtung, d.h., als ein Kondensator, an der Steuerung selbst bereitgestellt werden. Vorteilhaft wird der Ladezustand der sekundären Leistungsversorgung vor dem Löschen des primären Sektors 1 geprüft.
In einer zweiten Ausführungsform wird eine Direktzugriffsspeichervorrichtung (RAM) 12 verwendet, um den Urladercode B zwischenzuspeichern. Das Lesen und Schreiben von einem RAM ist verglichen mit der Verwendung von Flash-Speicherzellen 10 im Allgemeinen schneller und weniger leistungsverbrauchend. Durch das Verringern der für das Kopieren und Zurückkopieren des Urladers benötigten Zeit besonders in Fällen, in denen aufgrund von Kopierfehlern, die durch die Prüfsumme angezeigt werden, mehrere Kopien hergestellt werden müssen, kann eine kleinere sekundäre Leistungsversorgung 13 verwendet werden und wird im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit von gefährlichen Ereignissen während des Neuprogrammierens des primären Sektors 1 verringert.
Die Steuerung 11 kann einen neuen Anwendungscode von einem Verteiler über ein Netzwerksystem 20 oder über das Internet laden.

Claims

Verfahren zum Neuschreiben eines primären Sektors (1) eines sektorlöschbaren Halbleiterspeichermittels (10), wobei der primäre Sektor einen Urladercode (B) enthält, umfassend die folgenden Schritte: a) Kopieren des Urladercodes (B) vom primären Sektor (1) zu einem zweiten Sektor (2); b) Löschen des gesamten Inhalts des primären Sektors (1); gekennzeichnet durch c) Zurückkopieren des Urladercodes (B) vom zweiten zum primären Sektor (1); und d) Schreiben eines Anwendungscodes (A) in einen verbleibenden nicht verwendeten Teil des primären Sektors (1), wobei der Urladercode alle notwendigen Informationen enthält, um eine Hardware einer Steuerung, die diesen Urladercode sucht, derart einzurichten, dass ein Anwendungscode davon Gebrauch machen kann, wobei der Anwendungscode ein Teil einer Anwendungssoftware ist, wobei der Teil so gewählt ist, dass er den nicht verwendeten verbleibenden Teil des primären Sektors (1) füllt, wobei eine Hilfsleistungsversorgung bereitgestellt wird, bevor der primäre Sektor (1) gelöscht wird, wobei die Hilfsleistungsversorgung (13) genügend Leistung für die Verarbeitung aller Schritte beginnend mit dem Löschen bis zum und einschließlich des Zurückkopieren(s) des Urladers (B) liefert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste und eine zweite Prüfsumme des Urladercodes (B), der im primären (1) und im zweiten Sektor (2) gespeichert ist, berechnet und verglichen werden, bevor der primäre Sektor (1) gelöscht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine dritte Prüfsumme des zurückkopierten Urladercodes (B) berechnet und mit der ersten Prüfsumme verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halbleiterspeichermittel (10) eine Flash-Speichervorrichtung oder ein EEPROM ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Sektor (2) ein Sektor des Halbleiterspeichermittels (10) ist, oder ein sekundäres Speichermittel als zweiter Sektor bereitgestellt ist.