[發(fā)明專利]閃存控制器、固態(tài)硬盤及其控制器、閃存命令管理方法

在審

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• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111796771A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 方浩俊;黃運新;印中舉;楊州;楊亞飛
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大普微電子科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 孟麗平

本發(fā)明實施例涉及固態(tài)硬盤應用領域，公開了一種閃存控制器、固態(tài)硬盤及其控制器、閃存命令控制方法，所述閃存控制器包括至少一個閃存通道，每一閃存通道均包括自動命令管理模塊、IO管理模塊以及閃存IO模塊，其中，自動命令管理模塊用于存儲和管理多個閃存命令對應的微碼，每一微碼用于生成與之對應的閃存命令；IO管理模塊用于接收所述自動命令管理模塊發(fā)送的閃存命令；閃存IO模塊用于接收所述IO管理模塊發(fā)送的閃存命令，解析命令并產(chǎn)生對應的操作時序，與所述閃存介質(zhì)進行交互。通過硬件自動命令管理模塊生成閃存命令，根據(jù)設定條件自動發(fā)送本發(fā)明能夠減少固態(tài)硬盤的軟件開銷，從而減輕處理器的負擔，提高固態(tài)硬盤的性能。

技術領域

本發(fā)明涉及固態(tài)硬盤應用領域，特別是涉及一種閃存控制器、固態(tài)硬盤及其控制器、閃存命令管理方法。

背景技術

固態(tài)硬盤(Solid State Drives，SSD)，是采用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，固態(tài)硬盤包括控制單元和存儲單元(FLASH存儲芯片或DRAM存儲芯片)。目前固態(tài)硬盤系統(tǒng)中有相當部分是存在動態(tài)隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)的，所以SSD有較大的數(shù)據(jù)緩存空間用來緩存數(shù)據(jù)。

閃存(NAND Flash)是固態(tài)硬盤的主要存儲介質(zhì)。閃存目前已發(fā)展到3D TLC，其IO接口速度發(fā)展到1600MT；其發(fā)展也帶來一些問題，如原始錯誤比特率(UBER)越來越高，接口信號完整性(Signal Integrity，SI)設計挑戰(zhàn)也越來越高。閃存開發(fā)者為此提供了一系列的解決辦法，這些解決辦法需要閃存主控來協(xié)助完成，比如周期性讀刷新命令(ReadFresh)以保持內(nèi)部Cell的電氣特性；或者周期性ZQ校準(ZQ Calibration)功能，來增強閃存相關信號完整性。這些功能一般具有周期性發(fā)送需求，且要求只有當沒有其他操作時(即處于空閑)，才能進行操作。

一般地，如果通過軟件的方法，需要軟件進行周期管理和流控管理，確保周期性地發(fā)送命令，且通過流控管理使閃存處于可操作狀態(tài)后進行相關命令操作。顯然這種方法會帶來軟件管理開銷和增加CPU負擔，不可避免地增大固態(tài)硬盤(SSD)的相關延時(Latency)，影響產(chǎn)品性能。如果專門增加一個協(xié)處理來管理此類命令，但當前其處理需求不需要協(xié)處理器這么高的處理能力，且協(xié)處理器成本過高。

基于此，現(xiàn)有技術亟待改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例旨在提供一種閃存控制器、固態(tài)硬盤及其控制器、閃存命令管理方法，其解決了現(xiàn)有固態(tài)硬盤通過軟件方式進行命令管理容易增加處理器的負擔，造成延時從而影響固態(tài)硬盤的性能，從而減少處理器的負擔，提高固態(tài)硬盤的性能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種閃存控制器，應用于固態(tài)硬盤，所述固態(tài)硬盤包括至少一個閃存介質(zhì)，所述閃存控制器包括至少一個閃存通道，每一閃存通道均包括自動命令管理模塊、IO管理模塊以及閃存IO模塊，其中，

自動命令管理模塊，連接所述IO管理模塊，用于存儲多個閃存命令對應的微碼，每一微碼用于生成與之對應的閃存命令；

IO管理模塊，連接所述自動命令管理模塊，用于接收所述自動命令管理模塊發(fā)送的閃存命令；

閃存IO模塊，連接所述IO管理模塊以及閃存介質(zhì)，用于接收所述IO管理模塊發(fā)送的閃存命令，解析閃存命令并產(chǎn)生操作時序，與所述閃存介質(zhì)進行交互；

其中，所述自動命令管理模塊在滿足觸發(fā)條件之后，觸發(fā)相應的微碼生成對應的閃存命令，并將所述閃存命令對應的IO操作發(fā)送到所述IO管理模塊，以使所述IO管理模塊將所述IO操作轉(zhuǎn)發(fā)到所述閃存IO模塊，由所述閃存IO模塊向?qū)拈W存介質(zhì)發(fā)送所述IO操作。

在一些實施例中，所述固態(tài)硬盤還包括處理器模塊，所述閃存控制器還包括：