[實用新型]一種半導體存儲裝置

有效

• 申請號: 201821590455.3
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN208722183U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 柯武生
• 申請（專利權）人: 廣西桂芯半導體科技有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F11/14;G11C7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種半導體存儲裝置，包括控制單元、緩存單元、存儲單元和數據備份單元；控制單元分別與緩存單元和存儲單元連接，緩存單元通過數據總線與數據備份單元連接；存儲單元包括若干FLASH閃存芯片和FPGA模塊，FPGA模塊通過I/O引腳分別與若干FLASH閃存芯片進行連接。采用FPGA作為存儲器核心，將存儲器功能單元化，分步驟解決數據存儲效率低下的問題，FPGA將采集到的數據傳輸到緩沖模塊進行暫時緩存，這些數據經過控制單元分析處理后保存至存儲單元，完成數據的存儲。

技術領域

本實用新型屬于模擬集成電路技術領域，更為具體地講，涉及一種半導體存儲裝置。

背景技術

半導體存儲器種類繁多，不同產品技術原理不同，均各有優缺點和適用領域。例如SRAM（靜態隨機存儲器）能利用觸發器的兩個穩態來表示信息0和1，即不需要刷新電路就能保存它內部存儲的數據，故SRAM讀寫速度非?？?，但是它非常昂貴，且功耗大，只用在CPU的一、二級緩存（Cache）等對存儲速度要求很嚴格的地方。廣泛運用的產品必定要能兼顧性能和成本，從市場規模來看，當下最主流的存儲器是DRAM，NAND Flash，NOR Flash，這三者占據了所有半導體存儲器規模的95%左右，尤其是前兩者，占總規模約9成。

Flash存儲器：又稱閃存，它是一種非易失性存儲器。閃存的存儲單元是場效應晶體管，是一種受電壓控制的三端器件，由源極（Source）、漏極（Drain）和柵極（Gate），以及襯底組成，在柵極與硅襯底間有二氧化硅絕緣層，用來保護浮置柵極中的電荷不會泄漏。

NAND的擦和寫均是基于隧道效應，電流穿過浮置柵極與硅基層之間的絕緣層，對浮置柵極進行充電（寫數據）或放電（擦除數據）。而NOR擦除數據仍是基于隧道效應（電流從浮置柵極到硅基層），但在寫入數據時則是采用熱電子注入方式（電流從浮置柵極到源極）。

隨著科學技術的不斷發展，在云計算環境下有著海量的數據需要被儲存并且分析處理，為了適應高密度數據的存儲分析，這就對存儲器的性能有著極大的要求。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種半導體存儲裝置，存儲效率高、存儲容量大、讀取速度快。

本實用新型是這樣實現的：

一種半導體存儲裝置，其特征在于：包括控制單元、緩存單元、存儲單元和數據備份單元；控制單元分別與緩存單元和存儲單元連接，緩存單元通過數據總線與數據備份單元連接；存儲單元包括若干FLASH閃存芯片和FPGA模塊，FPGA模塊通過I/O引腳分別與若干FLASH閃存芯片進行連接。

FPGA模塊通過片選信號和FLASH閃存芯片返回的信號對FLASH閃存芯片進行控制。地址存儲空間與數據存儲空間分別存放FLASH閃存芯片操作地址和外圍設備采集的數據。

作為優選方案，緩存單元采用型號為IDT72V80的FIFO處理芯片。緩存模塊的功能是將流入的數據在進入到控制模塊前，暫時進行緩存，防止流入內部的數據量溢出，產生資料存儲不完整問題，確保數據在高密度存儲器中的流速和外部數據的流速相協調。

作為優選方案，控制單元采用型號為EPM7064和EPM7512的兩塊CPCI芯片?？刂茊卧蓪ζ渌鼏卧倪\行情況進行調控。

作為優選方案，FLASH閃存芯片采用NAND型閃存芯片。

本申請的優點如下：

1、本申請的半導體存儲裝置，存儲容量高于普通數據存儲器，并且變化較為平穩，具有很明顯的優勢；

2、傳統的數據存儲器讀取的速度很慢，耗時多，增幅較大；而本申請的半導體存儲裝置對數據的讀取時間幾乎可以忽略不計，隨著數據量的增加，也沒有產生明顯變化；