一种多通道闪存存储系统技术方案

本发明专利技术提供一种多通道闪存存储系统，包括：多个FPGA芯片、用于对FPGA芯片提供的主控接口和地址进行信号处理的DSP芯片、多个内存芯片组、数据总线、控制总线、片选信号线；闪存芯片组包括多个闪存芯片，同一闪存芯片组中的闪存芯片通过公用的数据总线和控制总线与单一的FPGA芯片连接；所有闪存芯片组中的闪存芯片通过独立的片选信号线与FPGA芯片连接；多个FPGA芯片分别与DSP芯片连接；提高了闪存存储系统的传输速率和整体的吞吐量。

A Multichannel Flash Memory System

The invention provides a multi-channel flash memory system, which comprises a plurality of FPGA chips, a DSP chip for processing the main control interface and address provided by the FPGA chip, a plurality of memory chips, a data bus, a control bus and a chip selection signal line; and a flash memory chipset comprises a plurality of flash chips, in the same flash memory chipset. Flash memory chips are connected to a single FPGA chip through a common data bus and control bus; all flash memory chips in the flash memory chipset are connected to the FPGA chip through a separate chip-selected signal line; multiple FPGA chips are connected to the DSP chip respectively; and the transmission rate and overall throughput of the flash memory system are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道闪存存储系统
本专利技术涉及闪存存储领域，尤其涉及一种多通道闪存存储系统。
技术介绍
对于存储行业，机械硬盘由于固有的缺点，怕震动，速率低，吞吐量小，体积大等等诸多劣势，在某些特定的领域越来越多的采用NAND闪存存储盘。此外，随着闪存存储单盘的成本降低，越来越多的厂家将闪存盘来替代机械硬盘。闪存存储盘呈现逐年增加用量的趋势，所以越来越多的存储厂家开展闪存存储研究和发展，推动了闪存盘以及闪存存储系统的进步。但是目前的闪存存储系统的传输速率低，吞吐量较小。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种多通道闪存存储系统，包括：多个FPGA芯片、用于对FPGA芯片提供的主控接口和地址进行信号处理的DSP芯片、多个内存芯片组、数据总线、控制总线、片选信号线；闪存芯片组包括多个闪存芯片，同一闪存芯片组中的闪存芯片通过公用的数据总线和控制总线与单一的FPGA芯片连接；所有闪存芯片组中的闪存芯片通过独立的片选信号线与FPGA芯片连接；多个FPGA芯片分别与DSP芯片连接。优选的，闪存芯片组中闪存芯片的个数为16个以内。优选的，与同一FPGA芯片连接的闪存芯片组的个数为8个以内。优选的，不同闪存芯片组连接的控制总线相互独立；不同闪存芯片组连接的数据总线相互独立。优选的，同一闪存芯片的数据总线、控制总线、片选信号线连接同一FPGA芯片。优选的，FPGA芯片采用XC6VLX760型FPGA芯片。优选的，DSP芯片采用TMS320系列DSP芯片。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术中，FPGA芯片以及DSP芯片是存储系统的核心，主要完成控制信号的接收和转发，物理地址和逻辑地址的映射以及地址索引信息的实时产生等功能。与同一FPGA芯片连接的闪存芯片组的个数为8个以内；闪存芯片组中闪存芯片的个数为16个以内；单通道内，多个闪存芯片并行编程提高整体的吞吐量；不同闪存芯片共享数据总线，提高了单通道内访问带宽和传输速率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术连接关系示意图。图2为单芯片单通道设计原理图。图3为单通道多芯片设计原理图。图4位多通道多芯片设计原理图。其中，1、DSP芯片，2、FPGA芯片，3、闪存芯片，4、数据总线，5、控制总线。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。本专利技术提供一种多通道闪存存储系统，如图1所示，包括：2个FPGA芯片2、用于对FPGA芯片2提供的主控接口和地址进行信号处理的DSP芯片1、6个闪存芯片组、多条数据总线4、多条控制总线5、多条片选信号线；每个闪存芯片组包括6个闪存芯片3，同一闪存芯片组中的6个闪存芯片3通过公用的数据总线4和控制总线5与单一的FPGA芯片2连接；所有闪存芯片组中的闪存芯片3通过独立的片选信号线与FPGA芯片2连接；2个FPGA芯片2分别与DSP芯片1连接。其中，不同闪存芯片组连接的控制总线5相互独立；不同闪存芯片组连接的数据总线4相互独立。同一闪存芯片3的数据总线4、控制总线5、片选信号线连接同一FPGA芯片2。FPGA芯片2采用XC6VLX760型FPGA芯片；DSP芯片1采用TMS320系列DSP芯片；闪存芯片3采用JS29F08G08AANC1型闪存芯片。如图2所示，为单通道单闪存芯片设计原理图；如图3所示，为单通道多闪存芯片设计原理图；如图4所示，为多通道多闪存芯片设计原理图。其中，FPGA芯片中包含逻辑控制模块和数据缓存模块，FPGA芯片通过NANDPCI接口与NAND闪存芯片连接。本专利技术中，主控逻辑模块FPGA芯片2以及地址管理模块DSP芯片1是存储系统的核心，主要完成控制信号的接收和转发，物理地址和逻辑地址的映射以及地址索引信息的实时产生等功能。FPGA芯片2中数据流分选模块的功能是接收前端待存储的数据流，形成数据帧加入地址索引信息后发送给各个通道控制器。通道控制器则按照地址信息对对应的地址空间采取相应的操作。并行连接的闪存芯片组之间通过片选信号进行选通且共用数据线。通道与通道之间的操作互相独立和可以并行操作。对不同通道的读写闪存时间和编程时间可以并行起来操作。在单个通道内，所有芯片共用一条数据总线，读写芯片操作必须串行执行。但是芯片与芯片之间可以并行编程，通过单通道内，不同芯片的交叉编程，从而使得编程时间并行起来，提高多通道的整体存储带宽和性能。单通道内，多个闪存芯片3并行编程提高整体的吞吐量；不同闪存芯片3共享数据总线4，提高了单通道内访问带宽和传输速率。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道闪存存储系统，其特征在于，包括：多个FPGA芯片（2）、用于对FPGA芯片（2）提供的主控接口和地址进行信号处理的DSP芯片（1）、多个闪存芯片组、数据总线（4）、控制总线（5）、片选信号线；闪存芯片组包括多个闪存芯片（3），同一闪存芯片组中的闪存芯片（3）通过公用的数据总线（4）和控制总线（5）与单一的FPGA芯片（2）连接；所有闪存芯片组中的闪存芯片（3）通过独立的片选信号线与FPGA芯片（2）连接；多个FPGA芯片（2）分别与DSP芯片（1）连接。

【技术特征摘要】
1.一种多通道闪存存储系统，其特征在于，包括：多个FPGA芯片（2）、用于对FPGA芯片（2）提供的主控接口和地址进行信号处理的DSP芯片（1）、多个闪存芯片组、数据总线（4）、控制总线（5）、片选信号线；闪存芯片组包括多个闪存芯片（3），同一闪存芯片组中的闪存芯片（3）通过公用的数据总线（4）和控制总线（5）与单一的FPGA芯片（2）连接；所有闪存芯片组中的闪存芯片（3）通过独立的片选信号线与FPGA芯片（2）连接；多个FPGA芯片（2）分别与DSP芯片（1）连接。2.根据权利要求1所述的多通道闪存存储系统，其特征在于，闪存芯片组中闪存芯片（3）的个数为16个以内。3.根据权利要求2所述的多通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭世伟，房永昌，范志超，于建彬，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41