[發(fā)明專(zhuān)利]包括用于處理多命令描述符塊以便利用并發(fā)性的主機(jī)接口的閃存裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210088525.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102723099B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M-M·L·許;R·L·霍恩;V·V·威爾金斯;D·S·蘇里亞布迪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西部數(shù)據(jù)技術(shù)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F13/24
• 分類(lèi)號(hào): G06F13/24;G11C7/10
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

閃存裝置可被用作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，臺(tái)式機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)等)或消費(fèi)裝置(例如，音樂(lè)播放器、手機(jī)、相機(jī)等)或其他合適應(yīng)用的海量存儲(chǔ)器。閃存裝置可包括一個(gè)或更多個(gè)閃存(例如，NAND，NOR等)和存取每個(gè)閃存的閃存控制器。每個(gè)閃存耦合到I/O(輸入/輸出)總線(xiàn)以及大量的接口控制線(xiàn)。當(dāng)發(fā)出程序命令或擦除命令到存儲(chǔ)器裝置時(shí)，閃存控制器通過(guò)I/O總線(xiàn)傳遞地址和命令數(shù)據(jù)(以及用于程序操作的寫(xiě)數(shù)據(jù))。當(dāng)發(fā)出讀命令時(shí)，閃存控制器經(jīng)I/O總線(xiàn)傳輸?shù)刂泛兔顢?shù)據(jù)并經(jīng)/O總線(xiàn)接收讀數(shù)據(jù)。

圖1A示出根據(jù)合適的通信協(xié)議和主機(jī)4通信的現(xiàn)有技術(shù)閃存裝置2。閃存控制器6包括為讀/寫(xiě)命令緩存數(shù)據(jù)的緩存器8，以及為各種算法執(zhí)行控制程序的微處理器10，算法比如是邏輯塊地址(LBA)到物理塊地址(PBA)的映射，損耗均衡(wear?leveling)，錯(cuò)誤糾正碼(ECC)等。閃存控制器6還包括和一個(gè)或更多個(gè)閃存14接口的接口電路12。接口電路12結(jié)合執(zhí)行由微處理器10發(fā)起的讀/寫(xiě)命令，生成合適的控制信號(hào)16并接收來(lái)自閃存14的狀態(tài)信息18。接口電路12還經(jīng)I/O總線(xiàn)20傳輸和接收數(shù)據(jù)，包括存儲(chǔ)在緩存器8中的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)或微處理器10生成并傳輸給和閃存14集成在一起的控制器22的命令數(shù)據(jù)。

閃存14包括存儲(chǔ)器單元陣列24，其可在被稱(chēng)為頁(yè)的存儲(chǔ)器段中存取。在寫(xiě)操作過(guò)程中，經(jīng)I/O總線(xiàn)20從緩存器8接收的寫(xiě)數(shù)據(jù)首先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器26中。然后控制器22將寫(xiě)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)寄存器26傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器陣列24中的目標(biāo)頁(yè)。在讀操作中，存儲(chǔ)器陣列24中的頁(yè)被讀入到數(shù)據(jù)寄存器26中，然后經(jīng)I/O總線(xiàn)20傳輸?shù)狡湓诰彺嫫?中存儲(chǔ)的位置。

存在存取時(shí)間，其與寫(xiě)操作過(guò)程中將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器26中的寫(xiě)數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器陣列24中目標(biāo)頁(yè)以及讀操作過(guò)程中，將來(lái)自存儲(chǔ)器陣列24中目標(biāo)頁(yè)的數(shù)據(jù)讀取到數(shù)據(jù)寄存器26中有關(guān)。通常返回忙狀態(tài)到閃存控制器6，直到閃存14完成對(duì)存儲(chǔ)器陣列24的存取。正如下面更詳細(xì)的描述，閃存裝置2可包括被并發(fā)編程(例如，并發(fā)的寫(xiě)或讀操作)的多個(gè)閃存，因而重疊閃存的存取時(shí)間并增加閃存裝置的吞吐量。

圖1B示出現(xiàn)有技術(shù)閃存裝置28，其包含用于實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(例如，多媒體卡(MMC)，通用串行總線(xiàn)(USB)，通用閃存器(UFS)等)和主機(jī)4通信的主機(jī)接口30。閃存裝置28還包括多個(gè)閃存14₁-14₃，其中每個(gè)閃存14_i包含D1和D2兩個(gè)裝置，并且每個(gè)裝置都包括存儲(chǔ)器陣列24和相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器26。閃存控制器6包含獨(dú)立的通道32₁-32₃(每個(gè)通道都包括控制16、狀態(tài)18以及I/O總線(xiàn)20，如圖1A所示)，用于和相應(yīng)的閃存14₁-14₃通信。該配置通過(guò)采用多個(gè)裝置和多個(gè)通道使得閃存控制器6能執(zhí)行并發(fā)操作來(lái)增加吞吐量。例如，閃存控制器6可通過(guò)寫(xiě)數(shù)據(jù)到第一閃存14₁的裝置D1和D2中的數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫(xiě)操作，然后命令第一閃存14₁將數(shù)據(jù)寄存器編程為每個(gè)裝置的目標(biāo)頁(yè)。在第一閃存14₁的存取時(shí)間期間，閃存控制器6可將更多數(shù)據(jù)寫(xiě)到第二閃存14₂的裝置D1和D2中的數(shù)據(jù)寄存器，然后命令第二閃存14₂將數(shù)據(jù)寄存器編程為每個(gè)裝置的目標(biāo)頁(yè)。通過(guò)寫(xiě)數(shù)據(jù)到第三閃存14₃，還有更多的數(shù)據(jù)可被處理，以便所有三個(gè)閃存的存取時(shí)間由于其并發(fā)處理其各自的數(shù)據(jù)而交疊。通過(guò)命令多個(gè)閃存從其各自的裝置并發(fā)讀取數(shù)據(jù)，可為讀操作實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的性能增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容附圖說(shuō)明

圖1A示出包含用于存取閃存的閃存控制器的現(xiàn)有技術(shù)閃存裝置。

圖1B示出包含用于實(shí)施常規(guī)通信協(xié)議(例如，多媒體卡(MMC)，通用串行總線(xiàn)(USB)，通用閃存器(UFS)等)的主機(jī)接口的現(xiàn)有技術(shù)閃存裝置。

圖2A示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃存裝置，其包含可操作用于接收多命令描述符塊的主機(jī)接口，該多命令描述符塊包含識(shí)別主機(jī)正在準(zhǔn)備請(qǐng)求的多個(gè)存取命令的標(biāo)識(shí)符。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，其中存取命令被分組且然后通過(guò)并發(fā)存取至少第一和第二閃存而被并發(fā)執(zhí)行。

圖2C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多命令描述符塊的例子。

圖2D示出并發(fā)存取第一和第二閃存的實(shí)施例，其中至少部分存取時(shí)間重疊。