[發明專利]存儲設備及其數據讀寫方法

有效

• 申請號: 201410562409.2
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104317753B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王月青;陳小剛;蔡道林;宋志棠;李喜;陳一峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28;G06F12/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種存儲設備，其特征在于，所述存儲設備至少包括：

相變存儲器芯片，其存儲空間至少被劃分形成索引區和數據區；其中，所述數據區至少包括若干個相同長度的物理扇區，對所述數據區按扇區進行讀取或寫入；所述相變存儲器芯片至少包括：設于所述索引區內的相變存儲器轉換層，用于記錄邏輯扇區地址與所述數據區中實際的物理扇區地址之間的映射關系，并在對所述相變存儲器芯片進行數據讀取或寫入時實現邏輯扇區地址和物理扇區地址的轉換；以及設于所述數據區內的動態交換塊，用于緩存寫入所述相變存儲器芯片的數據；其中，所述動態交換塊映射到所述數據區的一個物理塊，所述物理塊至少包括一個物理扇區；

耦合到所述相變存儲器芯片的相變存儲器接口控制模塊，用于控制對所述相變存儲器芯片的操作；

耦合到外部設備的SD接口控制模塊，用于處理所述存儲設備與所述外部設備之間的數據通信；

耦合到所述相變存儲器接口控制模塊和所述SD接口控制模塊的存儲控制器，用于響應來自于所述SD接口控制模塊的數據讀取或寫入命令，并通過所述相變存儲器接口控制模塊控制對所述相變存儲器芯片的讀取或寫入；

其中，在所述存儲控制器通過所述SD接口控制模塊接收到由邏輯塊地址和塊數據組成的數據寫入命令時，所述邏輯塊地址通過所述相變存儲器轉換層轉換為所述數據區中的實際物理塊地址，所述存儲控制器將所述實際物理塊地址發送到所述相變存儲器接口控制模塊，以驅動所述相變存儲器芯片的數據寫入；所述相變存儲器接口控制模塊在接收到所述實際物理塊地址后，將所述塊數據寫入到所述動態交換塊映射的物理塊中，然后將所述邏輯塊地址重映射到所述動態交換塊對應的物理塊地址，并將所述動態交換塊重映射到所述實際物理塊地址對應的實際物理塊，更新所述相變存儲器轉換層，以實現所述塊數據的寫入更新。

2.根據權利要求1所述的存儲設備，其特征在于，所述存儲控制器至少包括：

內部存儲器，用于緩存寫入所述相變存儲器芯片的數據；

耦合到所述內部存儲器的內部存儲器控制模塊，用于根據需要寫入所述相變存儲器芯片的數據來控制所述內部存儲器資源的分配；

耦合到所述內部存儲器控制模塊的ECC模塊，用于對所述相變存儲器芯片讀取或寫入數據的編解碼進行數據糾錯；

DMA控制模塊，用于控制所述存儲設備內部數據的讀取或寫入；

耦合到所述內部存儲器控制模塊、所述ECC模塊和所述DMA控制模塊的MCU，用于控制所述內部存儲器控制模塊、所述ECC模塊和所述DMA控制模塊的各種操作。

3.根據權利要求1所述的存儲設備，其特征在于，所述SD接口控制模塊通過外部總線耦合到所述外部設備，所述存儲設備與所述外部設備采用串行或并行的方式進行數據通信。

4.根據權利要求3所述的存儲設備，其特征在于，所述外部總線為外部SD數據總線或外部MMC數據總線。

5.一種如權利要求1所述的存儲設備的數據讀寫方法，其特征在于，所述存儲設備的數據讀寫方法至少包括：

對相變存儲器芯片的存儲空間進行劃分，至少形成索引區和數據區；其中，所述數據區至少包括若干個相同長度的物理扇區，對所述數據區按扇區進行讀取或寫入；

在所述索引區內預設一相變存儲器轉換層，用于記錄邏輯扇區地址與所述數據區中實際的物理扇區地址之間的映射關系，并在對所述相變存儲器芯片進行數據讀取或寫入時實現邏輯扇區地址和物理扇區地址的轉換；

在所述數據區內預設一動態交換塊，用于緩存寫入所述相變存儲器芯片的數據；其中，所述動態交換塊映射到所述數據區的一個物理塊，所述物理塊至少包括一個物理扇區；

在存儲控制器通過SD接口控制模塊接收到由邏輯塊地址和塊數據組成的數據寫入命令時，所述邏輯塊地址通過所述相變存儲器轉換層轉換為所述數據區中的實際物理塊地址，所述存儲控制器將所述實際物理塊地址發送到相變存儲器接口控制模塊，以驅動所述相變存儲器芯片的數據寫入；所述相變存儲器接口控制模塊在接收到所述實際物理塊地址后，將所述塊數據寫入到所述動態交換塊映射的物理塊中，然后將所述邏輯塊地址重映射到所述動態交換塊對應的物理塊地址，并將所述動態交換塊重映射到所述實際物理塊地址對應的實際物理塊，更新所述相變存儲器轉換層，以實現所述塊數據的寫入更新。