[實(shí)用新型]基于雙口Flash控制器的Nand Flash壞列管理設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520761263.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN204945995U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永軍;楊松;楊磊;邱禮勝;曾偉軍;李慈航;唐棋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都嘉泰華力科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F12/02
• 分類號(hào): G06F12/02;G06F7/58
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及NandFlash壞列管理設(shè)備，特別是涉及一種基于雙口Flash控制器的NandFlash壞列管理設(shè)備。

背景技術(shù)

Nand-flash內(nèi)存是flash內(nèi)存的一種，其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量?jī)?nèi)存的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效的解決方案。Nand-flash存儲(chǔ)器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在業(yè)界得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等。

NandFlash的讀寫操作單位是頁(yè)，擦除操作則是以塊為單位，并且NandFlash的物理單元在寫操作時(shí)只能由1變?yōu)?，所以寫過(guò)的單元也只能通過(guò)擦除的方法來(lái)恢復(fù)。NandFlash的列經(jīng)過(guò)一定的擦除和寫入操作之后，1或0的狀態(tài)變得不穩(wěn)定，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這些列就認(rèn)為已經(jīng)損壞。雖然大部分基于Flash的存儲(chǔ)裝置都會(huì)帶有一定程度的糾錯(cuò)機(jī)制，但是錯(cuò)誤的范圍增加，超過(guò)ECC糾錯(cuò)能力時(shí)，就不再能夠保證數(shù)據(jù)的正確性，這時(shí)候可以認(rèn)為存儲(chǔ)裝置的使用壽命到了。但是如果因?yàn)樾〔糠治锢韱卧e(cuò)誤，就導(dǎo)致整個(gè)NandFlash報(bào)廢，顯然是很浪費(fèi)的。所以NandFlash存儲(chǔ)裝置包含有一定的壞塊管理機(jī)制，基本原理是：以NandFlash的塊為單位，將NandFlash的存儲(chǔ)空間劃分出一些冗余塊，使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的塊損壞時(shí)，采用地址映射的方法，從冗余塊中選取一塊來(lái)替換壞塊，這樣就能保證數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)，延長(zhǎng)存儲(chǔ)裝置的壽命。這種管理方法雖然延長(zhǎng)了存儲(chǔ)裝置的壽命，但是被認(rèn)為已經(jīng)損壞的塊，并非所有的列都已經(jīng)損壞，事實(shí)上只是其中某一個(gè)頁(yè)損壞，甚至是某個(gè)頁(yè)中一部分列損壞。因此，該塊還有很多頁(yè)或列是可以使用的，如果可以對(duì)存儲(chǔ)裝置的列操作，將這些好頁(yè)或列利用起來(lái)，等效增加了NandFlash的使用壽命和容量。目前采用地址映射的方法替換壞塊是較常見的壞塊管理方法，采用這種方法需要存儲(chǔ)壞塊地址和冗余地址信息，信息存儲(chǔ)量較大。如果能減少存儲(chǔ)壞塊地址和冗余地址信息，相當(dāng)于擴(kuò)大NandFlash的容量。所以非常有必要采用新的管理方法對(duì)NandFlash進(jìn)行壞列管理。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于雙口Flash控制器的NandFlash壞列管理設(shè)備，能夠延長(zhǎng)NandFlash的使用壽命。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：基于雙口Flash控制器的NandFlash壞列管理設(shè)備，包括雙口Flash控制器、偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、數(shù)據(jù)比較器、壞列控制器和NandFlash緩沖器。

所述雙口Flash控制器設(shè)置在FPGA芯片內(nèi)，雙口Flash控制器連接有多個(gè)雙口存儲(chǔ)器，雙口Flash控制器包括多個(gè)通道，多個(gè)通道分別與多個(gè)雙口存儲(chǔ)器一一對(duì)應(yīng)連接。

所述偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出分別與數(shù)據(jù)比較器和雙口Flash控制器的輸入連接，雙口Flash控制器的輸出與數(shù)據(jù)比較器的輸入連接，數(shù)據(jù)比較器的輸出與壞列控制器的輸入連接，雙口Flash控制器分別與壞列控制器和NandFlash連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，壞列控制器與NandFlash緩沖器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

所述通道和雙口存儲(chǔ)器的數(shù)量均為兩個(gè)。

所述多個(gè)通道之間相互獨(dú)立設(shè)置。

所述FPGA芯片還包括PCI接口，雙口存儲(chǔ)器設(shè)置在PCI接口與雙口NandFlash控制器之間。

所述雙口存儲(chǔ)器的第一端與PCI接口連接，雙口存儲(chǔ)器的第二端與雙口Flash控制器連接。

所述偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器包括輸入電路、CRC校驗(yàn)電路、干擾電路、映射電路、狀態(tài)緩存器和抽樣電路，輸入電路的輸出端與CRC校驗(yàn)電路的第一輸入端連接，CRC校驗(yàn)電路的輸出端與映射電路的第一輸入端連接，干擾電路的輸出端與映射電路的第二輸入端連接，映射電路的輸出端分別與抽樣電路和狀態(tài)緩存器的輸入端連接，狀態(tài)緩存器的輸出端與CRC校驗(yàn)電路的第二輸入端連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

（1）本實(shí)用新型能夠延長(zhǎng)NandFlash的使用壽命，擴(kuò)大NandFlash的存儲(chǔ)容量；

（2）本實(shí)用新型中FPGA芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)雙口存儲(chǔ)器，節(jié)省硬件資源，對(duì)外接口簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)的RAM操作接口，可以連接不同的總線接口，具有良好的兼容性；

（3）本實(shí)用新型中偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器通過(guò)在CRC校驗(yàn)電路的基礎(chǔ)上增加干擾電路、狀態(tài)緩存器、映射電路和抽樣電路，從而保證了偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器能夠輸出較為可靠的偽隨機(jī)數(shù)。

附圖說(shuō)明