[發明專利]具有多級掉電保護的固態硬盤

在審

• 申請號: 201810504850.3
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108509356A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 劉超;焦斌
• 申請（專利權）人: 湖南君瀚信息技術有限公司
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

針對現有技術中主流計算機存儲產品市場上的固態硬盤由于意外掉電容易造成數據丟失以及固態陰溝無法識別的嚴重問題，本發明提出了一種具有多級掉電保護的固態硬盤，其通過多級掉電保護的方式對固態硬盤電源部分進行防護設計，給予固態硬盤充分的掉電延遲，保證緩存數據有效回寫到存儲芯片中，從而徹底解決固態硬盤因意外掉電造成影響。

技術領域

本發明涉及固態硬盤技術領域，尤其是涉及一種能夠增強固態硬盤可靠性，防止意外掉電的固態硬盤的電源設計領域。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，固態硬盤由于其高性能低延時逐漸取代傳統機械硬盤成為主流計算機架構存儲部件的首選。但是由于固態硬盤的特殊電子架構，里面包含的存儲部件如主控制器，DDR，NAND Flash中都包含有大量的緩存數據，這些緩存數據涉及：FTL映射表，BBM壞塊管理表，元數據，用戶資料等大量數據。因此當發生意外掉電的時候，如果相關緩存數據無法及時保存或是保存不完整，將極易造成電子盤出現各種數據故障，嚴重的時候，如果元數據和FTL映射表損壞，固態硬盤將出現固件丟失無法識別問題，造成嚴重的數據災難。

而目前主流的固態硬盤掉電保護技術多采用軟件來實現，僅僅針對固態硬盤的FTL及BBM做保護，無法徹底的給予固態硬盤充分的掉電延遲，而常用的硬件掉電保護方式，只針對主控制器、DRAM中的數據進行保護，而忽略存儲芯片中NVRAM數據的保護。因此，如何通過硬件手段大大增強了緩存器件里面的數據完整性，通過延長掉電時間，實現多級掉電保護功能，使數據回寫到存儲芯片中，成為業內人士筮待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中主流計算機存儲產品市場上的固態硬盤由于意外掉電容易造成數據丟失以及固態陰溝無法識別的嚴重問題，本發明提出了一種具有多級掉電保護的固態硬盤，其通過多級掉電保護的方式對固態硬盤電源部分進行防護設計，給予固態硬盤充分的掉電延遲，通過多級掉電保護方式，使SSD主控制器、DRAM、存儲芯片中的緩存數據有效回寫到存儲芯片中，從而徹底解決固態硬盤因意外掉電造成影響。

為實現上述技術目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種具有多級掉電保護的固態硬盤，包括電源模塊、存儲模塊以及SSD主控器，存儲模塊包括多塊存儲芯片，所述電源模塊包括第一級掉電保護模塊、第一級儲能模塊、電源轉換模塊、第二級掉電保護模塊和第二級儲能模塊，外部供電電源與第一級掉電保護模塊連接，第一級掉電保護模塊與第一級儲能模塊相連接，第一級掉電保護模塊連接多個電源轉換模塊，各電源轉換模塊分別連接SSD主控器以及各存儲芯片，各電源轉換模塊將輸入電源轉換為SSD主控器以及各存儲芯片的工作電源為其供電；

至少一個電源轉換模塊連接有第二級掉電保護模塊，第二級掉電保護模塊第二級儲能模塊連接，第二級掉電保護模塊與存儲芯片連接。

本發明中：多塊存儲芯片中至少包括一個動態隨機存儲器DRAM和一個NANDFlash，其中NAND Flash與第二級掉電保護模塊連接。具體地，連接NAND Flash的電源轉換模塊與第二級掉電保護模塊連接，第二級掉電保護模塊和第二級儲能模塊連接，第二級掉電保護模塊與NAND Flash連接。

本發明中第一級掉電保護模塊、第二級掉電保護模塊均包括升壓穩壓電路。

本發明中電源轉換模塊包括DC-DC降壓電路。電源轉換模塊將輸入電源轉換為SSD主控器以及各存儲芯片的工作電源為其供電。

本發明中第一級儲能模塊、第二級儲能模塊采用鉭電容超級電容陣列。

本發明的有益效果如下：