[發明專利]具有糾錯能力的NAND Flash控制器及控制方法

在審

• 申請號: 202110180247.6
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113014269A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 謝繼章;謝清伊;羅梓源;陳靖康;古文康;李潤峰;肖山林;虞志益
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種具有糾錯能力的NAND Flash控制器及控制方法，其中控制器包括：AHB slave接口模塊，用于實現AMBA_AHB總線要求的時序，使得所述NAND Flash控制器被作為一個AHB總線的從設備，供主設備調用和訪問；數據緩存模塊，用于緩存讀或寫的數據；主控邏輯模塊，用于負責所述控制器的狀態機控制以及數據處理調度；ECC模塊，用于采用QC?LDPC糾錯碼對存儲數據進行編碼和譯碼，對存儲器讀出的數據進行校驗和糾錯，以及配置選擇硬判決譯碼或軟判決譯碼；NAND Flash物理接口模塊，用于根據主控邏輯模塊產生的指令，對所述存儲器進行讀寫。本發明采用QC?LDPC的糾錯算法，具有更強的糾錯能力，可廣泛應用于數字存儲技術領域。

技術領域

本發明涉及數字存儲技術領域，尤其涉及一種具有糾錯能力的NAND Flash控制器及控制方法。

背景技術

隨著電子產品的不斷發展，對于低功耗、大容量、小體積的存儲產品的需求日益增加，閃存(Flash)的應用越來越廣泛。Flash分為NOR型和NAND型，相比NOR型，NAND Flash存儲密度高，單位成本低，讀寫速度快，因此已被廣泛用于手機、平板電腦和數碼產品等消費電子領域。

NAND Flash可以分為單層存儲(Single Level Cell,SLC)和多層存儲(MultiLevel Cell,MLC)兩種。由原始的SLC技術發展到MLC技術，雖然存儲密度獲得了很大的提高，但MLC NAND Flash也有缺陷：由于MLC技術的基本存儲單元的浮柵上的每個電平狀態范圍幅度更小，受到干擾時，其浮柵電平狀態更容易被改變。因此NAND Flash有一個最主要的缺點：出錯概率更大。

目前NAND Flash外部都會外接一個Flash控制器，控制器內部包含ECC模塊，通過ECC(Error Correcting Codes,ECC)模塊來檢測和糾正發生錯誤的數據，以保證存入NAND閃存中數據的正確性。因此尋找一種具有更強糾錯能力的碼型是當前Nand Flash差錯控制領域的首要任務，具有重要的理論意義和實際應用價值。

發明內容

為至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明的目的在于提供一種具有QC-LDPC糾錯能力的NAND Flash控制器及控制方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種具有糾錯能力的NAND Flash控制器，包括：

AHB slave接口模塊，用于實現AMBA_AHB總線要求的時序，使得所述NAND Flash控制器被作為一個AHB總線的從設備，供主設備調用和訪問；

數據緩存模塊，用于緩存讀或寫的數據；

主控邏輯模塊，用于負責所述控制器的狀態機控制以及數據處理調度；

ECC模塊，用于采用QC-LDPC糾錯碼對存儲數據進行編碼和譯碼，對存儲器讀出的數據進行校驗和糾錯，以及配置選擇硬判決譯碼或軟判決譯碼；

NAND Flash物理接口模塊，用于根據主控邏輯模塊產生的指令，對所述存儲器進行讀寫。

進一步，在所述AHB slave接口模塊中，寄存器配置以及數據訪問均使用同一套AHB-lite bus。AHB-Lite協議是整個AHB協議的子集，只支持一個總線主設備，不需要總線仲裁器及相應的總線請求/授權協議，不支持RETRY和SPLIT響應。其中，HSPLIT(16bits)由slave發出，表示要進行SPLIT transfer，通知仲裁器哪一個bus master要繼續進行操作。RETRY和SPLIT的主要區別是，RETRY只是表示這個transfer還沒有結束，但并不會改變仲裁器接下來的調度。