[發(fā)明專利]一種高兼容性層次化的NAND閃存控制系統(tǒng)與方法

在審

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• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN107918591A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方小玲;許偉;胡民;潘永斌;駱國慶;李國陽
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)蕓科技（杭州）有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，特別涉及NAND閃存存儲介質(zhì)操作控制管理的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)和電子設(shè)備的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息量如潮水般迅猛增長，數(shù)據(jù)存儲面臨海量數(shù)據(jù)和高速訪問的雙重挑戰(zhàn)。NAND閃存能提供高數(shù)據(jù)存儲密度和高數(shù)據(jù)訪問速度，在便攜式電子設(shè)備存儲卡，固態(tài)硬盤，企業(yè)存儲，云存儲等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

為追求NAND閃存的高存儲密度，除了提升工藝流程來降低存儲單元的尺寸，閃存廠商也對存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在單個存儲單元內(nèi)儲存更多數(shù)據(jù)位元，例如，最初的SLC（Single Level Cell）即單層式單元的一個存儲單元可儲存一個位元，而MLC（Multi-Level Cell）即多層次儲存的一個存儲單元可儲存兩個位元，最新的TLC（Trinary-Level Cell）的一個存儲單元可存儲三個位元。最近，閃存廠商已經(jīng)開發(fā)出3D NAND閃存技術(shù)，不同于以往的閃存單元分布在一個平面上的存儲結(jié)構(gòu)，3D NAND將多層閃存在垂直方向上堆疊，從而進(jìn)一步提高了NAND閃存的存儲密度。

在訪問速度方面，NAND閃存的接口讀寫速度也在不斷提升，來滿足日益增長的存儲系統(tǒng)需求，例如，早期的ONFI（Open NAND Flash Interface）的SDR（Single Data Rate）模式只支持幾十兆字節(jié)每秒（MBps）的數(shù)據(jù)傳輸速率，而最新的ONFI4的NV-DDR3（Non-Volatile Double Data Rate 3）模式可支持高達(dá)800MBps的數(shù)據(jù)傳輸速度。

不同類型的NAND閃存顆粒，因為存儲結(jié)構(gòu)或者接口模式的不同，在閃存操作（比如，閃存讀，寫，擦除等操作）的命令序列和接口時間參數(shù)等方面不盡相同。另一方面，不同的NAND閃存廠商的產(chǎn)品的參數(shù)也有一定的差異，比如NAND閃存廠商Intel，Micron，Hynix，Toshiba，Sandisk，Sumsang已經(jīng)發(fā)展為ONFI標(biāo)準(zhǔn)和Toggle標(biāo)準(zhǔn)兩個陣營。因此，不同NAND閃存顆粒的兼容性，是NAND閃存控制系統(tǒng)面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述問題，本發(fā)明提供了一種高兼容性層次化的NAND閃存控制方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種高兼容性層次化的NAND閃存控制方法，包括3個控制層次，包括：

層次1：并行管理多個NAND閃存顆粒操作流程的操作層；

層次2：處理NAND閃存命令集的命令層；

層次3：驅(qū)動NAND閃存接口總線的物理層。

本發(fā)明的有益效果是：通過對NAND閃存操作的分層，解除NAND操作的命令流程控制，NAND命令的總線狀態(tài)控制，和NAND總線狀態(tài)的行為控制之間的管理耦合性，簡化并明確了對這些層次相關(guān)的NAND閃存控制流程配置，實現(xiàn)了NAND閃存控制系統(tǒng)對NAND閃存顆粒的高兼容性。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下進(jìn)一步說明。

進(jìn)一步，所述層次1的功能包括，將NAND閃存操作拆分為NAND閃存命令，以及操作忙碌時間等待等任務(wù)，并將任務(wù)相應(yīng)的NAND命令發(fā)送至層次2，即命令層。閃存操作的拆分根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的操作流程進(jìn)行，可根據(jù)不同的NAND閃存顆粒進(jìn)行編程配置。

NAND閃存通道通常會掛載多個NAND閃存顆粒，所述層次1，可以支持多NAND閃存操作的并行交替執(zhí)行，從而通過顆粒的并行操作來提高NAND閃存通道的帶寬利用率 。

進(jìn)一步，所述層次2的功能包括，將NAND閃存命令拆分為NAND閃存接口的總線狀態(tài)序列，并將NAND閃存接口的總線狀態(tài)序列發(fā)送至層次3，即物理層。閃存命令的拆分根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的NAND閃存接口的總線狀態(tài)序列進(jìn)行，可根據(jù)不同的NAND閃存顆粒進(jìn)行編程配置。

進(jìn)一步，所述層次3的功能包括，根據(jù)NAND閃存接口總線狀態(tài)序列，控制NAND閃存接口的總線行為，驅(qū)動NAND閃存接口總線。NAND閃存接口總線行為的控制根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的NAND閃存接口的總線狀態(tài)行為進(jìn)行，可根據(jù)不同的NAND閃存顆粒進(jìn)行編程配置。

本發(fā)明還提供了一種高兼容性層次化的NAND閃存控制系統(tǒng)，其特征在于，包括層次化的NAND操作管理，以及NAND操作流程在各個層次的可配置化。