大容量NVM接口控制器制造技术

技术编号:18367289 阅读:61 留言:0更新日期:2018-07-05 08:25
本申请提供了大容量NVM接口控制器。所提供的NVM接口控制器,包括命令队列与NVM命令处理单元,NVM命令处理单元耦合到多个NVM芯片,命令队列用于接收IO命令,NVM命令处理单元用于从命令队列获取IO命令,并根据IO命令的指示向NVM芯片发送NVM接口命令或从NVM芯片接收数据或状态,NVM命令处理单元包括多个处理单元,用于访问对应的NVM芯片,其特征在于,NVM命令处理单元通过一个或多个CE扩展器耦合到NVM芯片的CE端口,NVM命令处理单元还用于通过设置CE扩展器向指定的NVM芯片发出芯片使能信号,以访问对应的NVM芯片。

Large capacity NVM interface controller

This application provides a large capacity NVM interface controller. The NVM interface controller is provided, including the command queue and the NVM command processing unit, the NVM command processing unit is coupled to multiple NVM chips, the command queue is used to receive the IO command, the NVM command processing unit is used to obtain the IO command from the command queue, and sends the NVM interface command to the NVM core or the NVM chip to the NVM core, according to the instructions of the IO command. Receiving data or state, the NVM command processing unit includes multiple processing units to access the corresponding NVM chip. The feature is that the NVM command processing unit is coupled to the CE port of the NVM chip through one or more CE expander, and the NVM command processing unit is also used to emit a chip to the specified NVM chip by setting the CE extender. Signal to access the corresponding NVM chip.

【技术实现步骤摘要】
大容量NVM接口控制器
本申请涉及存储
,尤其涉及大容量NVM接口控制器。
技术介绍
NAND闪存、相变存储器、FeRAM(FerroelectricRAM,铁电存储器)、MRAM(MagneticRandomAccessMemory,磁阻存储器)、RRAM(ResistiveRandomAccessMemory,阻变存储器)等是常见的NVM(Non-VolatileMemory,非易失存储器)。存储器目标(Target)是闪存颗粒封装内的共享芯片使能(CE,ChipEnable)信号的一个或多个逻辑单元(LogicUnit),每个逻辑单元具有逻辑单元号(LUN,LogicUnitNumber)。NAND闪存封装内可包括一个或多个管芯(DIE)。典型地,逻辑单元对应于单一的管芯。逻辑单元可包括多个平面(Plane)。逻辑单元内的多个平面可以并行存取,而NAND闪存芯片内的多个逻辑单元可以彼此独立地执行命令和报告状态。在http://www.onfi.org/~/media/ONFI/specs/ONFI_3_2%20Gold.pdf获得的“OpenNANDFlashInterfaceSpecification(Revision3.2)”中,提供了关于目标(target)、逻辑单元、LUN、平面(Plane)的含义,以及也提供了操作NVM芯片的命令。固态硬盘控制器包括闪存接口控制器(或称为介质接口控制器、闪存通道控制器),闪存接口控制器耦合到NVM芯片,并以遵循NVM芯片的接口协议的方式向NVM芯片发出命令,以操作NVM芯片,并接收从NVM芯片输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。在公开号为CN1414468A的中国专利申请中,提供了通过执行微指令序列来处理CPU(CentralProcessingUnit,中央处理单元)指令的方案。当CPU要处理特定指令时,转换逻辑电路将特定指令转换成与之对应的微指令序列,通过执行微指令序列来实现特定指令的功能。微指令序列或者微指令序列的模板存储在ROM(ReadOnlyMemory,只读存储器)中。在将特定指令转换成微指令序列过程中,可对微指令序列模板进行填充,使之与特定指令相对应。在中国专利申请CN201610009789.6与CN201510253428.1中提供了用于闪存接口控制器的微指令执行方法与装置,而中国专利申请CN201610861793.5提供了微指令序列的调度方法与装置,将其全文合并于此。闪存接口控制器通常耦合到多个NVM芯片,NVM芯片包括多个LUN(LogicUNit,逻辑单元)或管芯,多个LUN和管芯可以并行响应及访问NVM命令,又由于每个LUN或管芯上可以有多个待处理的NVM命令,因此NVM控制器需要对多个NVM命令或多段微指令序列进行调度,以维护多个在处理中或待处理的NVM命令,或者维护多段用于生成NVM命令的微指令序列。在大容量固态硬盘中,控制器需要连接更多的NVM芯片。而在单一NVM芯片内也可包括了多个管芯或目标。由于NVM芯片上的每个管芯或目标都具有芯片使能(ChipEnable,CE)引脚,并且在操作每个管芯或目标时,要向其施加单独的CE信号,以同固态硬盘中的其它NVM芯片/管芯/目标的操作相区分。然而众多的CE信号需要消耗控制器的大量的IO引脚资源。图1为中国专利CN201632269U的具有芯片使能信号扩展的存储系统的示意图。图1示出的存储系统包含存储器控制器101(也称为固态硬盘控制器)和闪存通道1(102)到闪存通道m(103),每个闪存通道上包括一片或多片闪存芯片(未示出)。在图1的存储系统中,还包括CE扩展器104。CE扩展器104连接到存储器控制器101。CE扩展器104与存储器控制器101的连接,可通过例如CE数据信号线和CE控制信号线。也可以通过IIC(Inter-IntegratedCircuit,集成电路总线)、UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步收发传输)、LIN((LocalInterconnectNetwork,本地互联网络)等通信协议在CE扩展器104与存储器控制器101之间传输数据。在图1的实施例中,闪存通道102与103共用数据信号线和除芯片使能之外的控制信号线。应当理解的,存储器控制器101与CE扩展器104之间可使用单一信号线相耦合。CE扩展器104通过多条芯片使能(CE)信号线,与闪存通道1(102)到闪存通道m(103)上的多个闪存芯片或闪存管芯的芯片使能(CE)端口相连接,这些芯片使能(CE)信号线在图1中用“闪存通道1-CE1”、“闪存通道1-CEn”、“闪存通道m-CE1”以及“闪存通道m-CEn”指出。在图1的实施例中,存储系统中有m个闪存通道,每个闪存通道上有1个闪存芯片,每个闪存芯片包含n个管芯以及与该n个管芯相对应的n个芯片使能(CE)端口,因而总共需要用到n*m个CE信号线。将这些n*m个CE信号端口均连接到CE扩展器104,而CE扩展器104与存储器控制器201之间通过较少的信号线进行通信(例如,图1中的CE数据信号线和CE控制信号线)。例如,存储器控制器101向CE扩展器104指示要使能闪存通道103上的第一个闪存芯片的第一管芯,则CE扩展器104在相应的“闪存通道m-CE1”芯片使能信号线上产生有效的使能信号,而在其他芯片使能信号线上不产生有效的使能信号。依然可以理解的,可提供多个CE扩展器,用于使存储器控制器能够访问更多的闪存芯片。以及中国专利CN201632269U提供的技术可应用于访问其他NVM芯片。
技术实现思路
本申请的目的包括提供IO命令处理方法与大容量NVM接口控制器,用于支持对CE扩展器以及扩展机制的应用,以访问更多的NVM芯片。根据本专利技术的第一方面,提供了根据本专利技术第一方面的第一IO命令处理方法,该方法包括:从命令队列获取IO命令;从IO命令中获取虚拟LUN编号和/或虚拟块地址;依据虚拟LUN编号选择处理单元;所述处理单元依据虚拟块地址确定IO命令所访问的物理LUN以及该物理LUN上的物理块地址;向提供IO命令所访问的物理LUN的CE端口发出有效的芯片使能信号;以及向所访问的物理LUN发出NVM接口命令。根据本专利技术的第一方面的第一IO命令处理方法,提供了根据本专利技术第一方面的第二IO命令处理方法,依据所述虚拟块地址寻址虚拟LUN的块,虚拟LUN的块的数量等于所述虚拟LUN所包括的多个物理LUN的块的数量的和。根据本专利技术的第一方面的第二IO命令处理方法,提供了根据本专利技术第一方面的第三IO命令处理方法,其中,所述虚拟LUN包括多个物理LUN。根据本专利技术的第一方面的第一至第三IO命令处理方法,提供了根据本专利技术第一方面的第四IO命令处理方法,为每个虚拟LUN提供处理单元,以在处理IO命令时依据虚拟LUN编号选择对应的处理单元。根据本专利技术的第一方面的第四IO命令处理方法,提供了根据本专利技术第一方面的第五IO命令处理方法,其中,所述处理单元耦合到多个物理LUN。根据本专利技术的第一方面的第五IO命令处理方法,提供了根据本专利技术第一方面的第六IO命令本文档来自技高网
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大容量NVM接口控制器

【技术保护点】
1.一种IO命令处理方法,其特征在于,包括:从命令队列获取IO命令;从IO命令中获取逻辑LUN编号和/或逻辑块地址;依据逻辑LUN编号和/或逻辑块地址得到与逻辑LUN对应的虚拟LUN的编号;依据虚拟LUN的编号选择处理单元,以及IO命令所访问的物理LUN;向提供IO命令所访问的物理LUN的CE端口发出有效的芯片使能信号;以及向所访问的物理LUN发出NVM接口命令。

【技术特征摘要】
1.一种IO命令处理方法,其特征在于,包括:从命令队列获取IO命令;从IO命令中获取逻辑LUN编号和/或逻辑块地址;依据逻辑LUN编号和/或逻辑块地址得到与逻辑LUN对应的虚拟LUN的编号;依据虚拟LUN的编号选择处理单元,以及IO命令所访问的物理LUN;向提供IO命令所访问的物理LUN的CE端口发出有效的芯片使能信号;以及向所访问的物理LUN发出NVM接口命令。2.如权利要求1所述的IO命令处理方法,其特征在于,其中,虚拟LUN包括多个物理LUN;以及耦合到不同虚拟LUN的一个或多个物理LUN,或者耦合到不同虚拟LUN的一个或多个物理LUN提供的多个物理块被组织为逻辑LUN。3.如权利要求2所述的IO命令处理方法,其特征在于,其中,逻辑LUN同物理LUN一一对应。4.如权利要求1-3任一项所述的IO命令处理方法,其特征在于,其中,为每个虚拟LUN提供处理单元,以在处理IO命令时依据虚拟LUN编号选择对应的处理单元。5.一种NVM接口控制器,包括命令队列与NVM命令处理单元,NVM命令处理单元耦合到多个NVM芯片,命令队列用于接收IO命令,NVM命令处理单元用于从命令队列获取IO命令,并根据IO命令的指示向NVM芯片发送NVM接口命令或从NVM芯片接收数据或状态,NVM命令处理单元包括多个处理单元,用于...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈飞王晨阳王祎磊
申请(专利权)人:北京忆芯科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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