数据储存装置与数据储存方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数据储存装置与数据储存方法，包括至少一非挥发性存储器以及具有两阶层架构的控制器。两阶层架构包括耦接主机的前端以及耦接非挥发性存储器的后端。控制器包括指令处理器以及至少一非挥发性存储器控制器。指令处理器配置于前端，并且与主机进行沟通，以及依据来自主机的外部指令对数据储存装置的运作进行排程。非挥发性存储器控制器，配置于后端，依据指令处理器的排程而控制非挥发性存储器。

【技术实现步骤摘要】
数据储存装置与数据储存方法
本专利技术有关于一种数据储存装置与数据储存方法，特别有关于一种具备可扩充性的数据储存装置与数据储存方法。
技术介绍
快闪存储器为一种普遍的非挥发性数据储存装置，是以电性方式抹除与程序化。以与非门型的快闪存储器(NANDFLASH)为例，常用作记忆卡(memorycard)、通用串行总线闪存装置(USBflashdevice)、固态硬碟(SSD)、嵌入式快闪存储器模组(eMMC)、通用快闪存储器(UFS)…等使用。然而，当需要写入较大量的数据、或是需要高速的数据吞吐流量时，原本的数据储存装置可能会不敷使用而需要扩充。举例而言，上述扩充包括增加储存容量或是处理器等。如何快速并且有效率地进行扩充，就成为数据储存领域的一项重要课题。因此，需要一种能够快速并且方便扩充的数据储存装置与数据储存方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种数据储存装置与数据储存方法，能够快速并且方便扩充数据储存装置以符合数据存取的需求。详细而言，本专利技术的数据储存装置包括至少一非挥发性存储器以及具有两阶层架构的控制器。两阶层架构包括耦接一主机的一前端以及耦接非挥发性存储器的一后端。本专利技术的数据储存装置可随着非挥发性存储器的增加而对应地进行扩充。无论数据储存装置在后端扩充与增加多少个控制器，前端的配置皆维持不变。换言之，前端的每个元件的数量都没有增加。因此，藉由本专利技术所提供的两阶层架构的控制器，能够在不变更前端的情况下，依据需求增加后端的控制器的配置。此外，每个控制器的组成与配置都是相同的，不需要为了扩充而重新设计。因此，本专利技术的两阶层架构的数据储存装置与数据储存方法，提供了方便且快速的可扩充性。本专利技术的一实施例提供了一种数据储存装置，包括至少一非挥发性存储器以及具有两阶层架构的控制器。两阶层架构包括耦接主机的一前端(FrontEnd)以及耦接非挥发性存储器的后端(BackEnd)。指令处理器，配置于前端，并且与主机进行沟通，以及依据来自主机的符合第一通信协议的外部指令对数据储存装置的运作进行排程；至少一非挥发性存储器控制器，配置于后端，依据指令处理器的排程而將符合第一通信协议的外部指令轉化成符合第二通信协议的读写指令，並依據读写指令控制非挥发性存储器的運作。关于本专利技术其他附加的特征与优点，此领域的熟悉本
者，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可根据本专利技术实施方法中所揭示的数据储存装置与数据储存方法。附图说明根据以下的详细说明并配合所图做完整揭示。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。图1是显示根据本专利技术一实施例所述的数据储存装置与主机的示意图；图2是显示根据本专利技术另一实施例所述的数据储存装置与主机的示意图。符号说明100A、100B～数据储存装置；102A、102B～控制器；104～主机；106～总线介面；108～指令协议控制器；BE～后端；BEP1-BEP2～非挥发性存储器控制器；CmdP～指令处理器；FE～前端；NVM1、NVM2～非挥发性存储器；VM1、VM2～挥发性存储器；VMCon1、VMCon2～挥发性存储器控制器。具体实施方式为让本专利技术的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本专利技术的具体实施例，并配合附图，作详细说明如下。目的在于说明本专利技术的精神而非用以限定本专利技术的保护范围，应理解下列实施例可经由软件、硬件、固件、或上述任意组合来实现。数据储存装置所采用的非挥发性存储器(non-volatilememory，简称NVM)有多种形式─例如，快闪存储器(flashmemory)、磁阻式随机存取存储器(MagnetoresistiveRAM)、铁电随机存取存储器(FerroelectricRAM)、电阻式存储器(ResistiveRAM，RRAM)、自旋转移力矩随机存取存储器(SpinTransferTorque-RAM，STT-RAM)…等，用于长时间数据保存。为了提升主机与数据储存装置之间的数据流量(throughput)，本专利技术以两阶层架构实现数据储存装置的控制器。图1是显示根据本专利技术一实施例所述的数据储存装置100A与主机104的示意图。数据储存装置100A是符合嵌入式快闪存储器(eMMC，embeddedMultiMediaCard)、通用快闪存储器(UFS，UniversalFlashStorage)、NVMe(Non-VolatileMemoryexpress，非挥发性存储器快捷)，ATA(AdvancedTechnologyAttachment，先进技术附件)、PATA(ParallelATA)、SATA(SerialATA)，SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型电脑系统介面)规范。在下述说明中，将以NVMe规范为例进行说明，但不以此为限。主机104可以为手机、平板电脑、笔记型电脑、导航机或车载系统等各种电子产品。如第1图所示，数据储存装置100A包括一控制器102A、挥发性存储器VM1、以及非挥发性存储器NVM1。详细而言，挥发性存储器VM1作为非挥发性存储器NVM1的运作所需的数据暂存空间。挥发性存储器VM1可以是内建或外接于控制器102A。在一实施例中，控制器102A分为前端FE(frontend)以及后端BE(backend)。前端FE负责数据储存装置100A与主机104的沟通。后端BE负责控制非挥发性存储器NVM1的运作，使得主机104可以对非挥发性存储器NVM1进行数据的写入或读取。如此两阶层架构使得主机104以及数据储存装置之间的数据通讯被专责进行(前端FE)，主机104与数据储存装置100A之间的数据吞吐量(throughput)因而显著提升，更可降低前端FE以及后端BE除错的复杂度。如图1所示，主机104透过总线介面106连结数据储存装置100A。经指令协议控制器108，主机104下达的符合NVMe规范的指令(以下简称为外部指令)将由指令处理器(commandprocessor)CmdP排程，再交由后端BE处理。换言之，指令处理器CmdP藉由总线介面106与主机104进行沟通，可简化且加速数据储存装置100A与主机104的沟通，指令处理器CmdP依优先权的设定或接收的先后顺序来对外部指令进行排程。在一实施例中，总线介面106可为eMMC、UFS、PCIE介面。指令协议控制器108除了是符合NVMe规范之外，亦可以符合ATA(advancedtechnologyattachment，先进技术附件)、PATA(ParallelATA)、SATA(SerialATA)，SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型电脑系统介面SCSI)、eMMC或UFS等规范。在另一实施例中，指令协议控制器108具有加密机制，能够对主机104所传送的数据进行加密，然后再将加密后的数据藉由总线传送或分配至后端BE。举例而言，上述加密机制包括、进阶加密标准(AdvancedEncryptionStandard，AES)、或是RSA加密演算法。除了加密机制之外，指令协议控制器108更具有检验机制以检验数据的正确性，上述检验机制较佳为安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据储存装置，包括：至少一非挥发性存储器；以及具有两阶层架构的控制器，其中该两阶层架构包括耦接一主机的一前端以及耦接该非挥发性存储器的一后端，该控制器包括：一指令处理器，配置于该前端，并且与该主机进行沟通，以及依据来自该主机的符合一第一通信协议的一外部指令对该数据储存装置的运作进行排程；以及至少一非挥发性存储器控制器，配置于该后端，依据该指令处理器的该排程而将符合该第一通信协议的该外部指令转化成符合一第二通信协议的一读写指令，并依据该读写指令控制该非挥发性存储器的运作。

【技术特征摘要】
1.一种数据储存装置，包括：至少一非挥发性存储器；以及具有两阶层架构的控制器，其中该两阶层架构包括耦接一主机的一前端以及耦接该非挥发性存储器的一后端，该控制器包括：一指令处理器，配置于该前端，并且与该主机进行沟通，以及依据来自该主机的符合一第一通信协议的一外部指令对该数据储存装置的运作进行排程；以及至少一非挥发性存储器控制器，配置于该后端，依据该指令处理器的该排程而将符合该第一通信协议的该外部指令转化成符合一第二通信协议的一读写指令，并依据该读写指令控制该非挥发性存储器的运作。2.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，该非挥发性存储器与该非挥发性存储器控制器之间具有多个通道，并且该非挥发性存储器控制器将需要存取的数据分配给这些通道，以进行与该非挥发性存储器之间的数据的写入或读取。3.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，该控制器还包括：一指令协议控制器，配置于该前端，用以支援该数据储存装置的指令协议。4.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，该指令协议控制器更对来自该主机的数据进行加密。5.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，该至少一非挥发性存储器包括一第一非挥发性存储器及一第二非挥发性存储器，至少一非挥发性存储器控制器包括一第一非挥发性存储器控制器及一第二非挥发性存...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳学仕，
申请(专利权)人：上海宝存信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31