存储设备及其电源管理单元制造技术

本申请涉及存储技术，尤其涉及存储设备及其电源管理单元，包括：升压电路、充放电控制电路、充放电管理单元和储能电容；升压电路连接至充放电控制电路的第一端，充放电控制电路的第二端连接至储能电容的第一极，储能电容的第二极接地；充放电管理单元连接至升压电路的控制端，充放电管理单元还连接至充放电控制电路的第一端以及充放电控制电路的第二端；并且，升压电路用于连接至存储设备的接口，充放电管理单元用于连接至存储设备的控制部件。本申请可以提高存储设备的可靠性。可以提高存储设备的可靠性。可以提高存储设备的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
存储设备及其电源管理单元


[0001]本申请涉及存储技术，尤其涉及存储设备的储能电容的异常检测与保护电路及其电源管理单元。

技术介绍

[0002]图1展示了现有技术的存储设备的框图。存储设备102同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同存储设备102之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment，串行高级技术附件)、SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口)、SAS(SerialAttachedSCSI，串行连接SCSI)、IDE(IntegratedDriveElectronics，集成驱动器电子)、USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)、PCIE(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVMExpress，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与固态存储设备102。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备102包括接口103、控制部件104、一个或多个NVM芯片105以及DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机访问存储器)110。
[0003]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)、XPoint存储器等是常见的NVM。
[0004]接口103可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe(NVMExpress)、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。
[0005]控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件104可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件104可以是FPGA(Field
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programmablegatearray，现场可编程门阵列)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式。控制部件104也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件104的硬件来处理IO(Input/Output)命令。控制部件104还可以耦合到DRAM110，并可访问DRAM110的数据。在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。
[0006]控制部件104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105，并以遵循NVM芯片105的接口协议的方式向NVM芯片105发出命令，以操作NVM芯片105，并接收从NVM芯片105输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。
[0007]存储设备102工作时，利用接口103从主机获得的电力。为避免因主机意外关机或掉电而导致存储设备中尚未写入NVM的数据丢失，存储设备还包括备用电源，用于在意外掉电时为存储设备的各部件提供应急电力。电源管理单元120管理包括备用电源在内的各部
件的供电。例如，电源管理单元120从接口103获得电力，并向存储设备102 的各部件分发电力。以及电源管理单元120还控制存储设备102的各部件上电与下电的顺序，监测存储设备102的功耗等。在备用电源是储能电容125的例子中，电源管理单元120还提升提供给备用电源的电压，以提升备用电源中存储的电能的能量。

技术实现思路

[0008]同电子设备的其他部件相比，存储设备的备用电源是可靠性较低的部件。由于其工作期间需要长期储存较多能量，工作于较高电压状态，因而可能发生故障。例如，在用电容做备用电源时，在使用期间，充电后的电容两端电压可达数十伏，远高于存储设备的其他部件的工作电压。长期处于高电压下的电容，电容极板可能被击穿而发生短路。短路后的电容会产生安全隐患，也降低了备用电源的储能能力。储能电容的短路可能是不明显的，而仅表现为发热、漏电、和/或电容两端电压的不同程度的降低。由于储能能力降低，储能电容的短路也导致存储设备掉电后的工作时间可能短于设计时间长度，而因此导致存储设备的可靠性降低。
[0009]因而需要储能电容的异常检测电路和保护机制，以增强存储设备的可靠性。而且，储能电容的短路故障可能在存储设备出厂后的任意时间发生，还需要在突发的储能电容短路后为电子设备提供紧急的保护，以避免存储设备的损坏，并使得存储设备有时间处理储能电路的短路事件，以降低数据丢失的风险。
[0010]根据本申请的第一方面，提供了根据本申请第一方面的第一存储设备的电源管理单元，包括：升压电路、充放电控制电路、充放电管理单元和储能电容；升压电路连接至充放电控制电路的第一端，充放电控制电路的第二端连接至储能电容的第一极，储能电容的第二极接地；充放电管理单元连接至升压电路的控制端，充放电管理单元还连接至充放电控制电路的第一端以及充放电控制电路的第二端；并且，升压电路用于连接至存储设备的接口，充放电管理单元用于连接至存储设备的控制部件。
[0011]根据本申请的第一方面的第一存储设备的电源管理单元，提供了根据本申请第一方面的第二存储设备的电源管理单元，升压电路用于连接至存储设备的接口的电力输入引脚。
[0012]根据本申请的第一方面的第一存储设备的电源管理单元，提供了根据本申请第一方面的第三存储设备的电源管理单元，充放电管理单元与位于存储设备外部的指示灯连接。
[0013]根据本申请的第一方面的第一至第三存储设备的电源管理单元之一，提供了根据本申请第一方面的第四存储设备的电源管理单元，充放电控制电路的限流电阻连接至第一端和第二端之间。
[0014]根据本申请的第一方面的第四存储设备的电源管理单元，提供了根据本申请第一方面的第五存储设备的电源管理单元，限流电阻的阻值为100欧。
[0015]根据本申请的第一方面的第一至第四存储设备的电源管理单元之一，提供了根据本申请第一方面的第六存储设备的电源管理单元，充放电控制单元的二极管/MOSFET开关的阴极连接至第一端，充放电控制电路的二极管/MOSFET开关的阳极连接至第二端，并且二极管/MOSFET开关与限流电阻并联；充放电管理单元还连接至二极管/MOSFET开关的控制
端。
[0016]根据本申请的第一方面的第一至第四存储设备的电源管理单元之一，提供了根据本申请第一方面的第七存储设备的电源管理单元，充放电管理单元连接至升压电路中的开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.存储设备的电源管理单元，包括：升压电路、充放电控制电路、充放电管理单元和储能电容；升压电路连接至充放电控制电路的第一端，充放电控制电路的第二端连接至储能电容的第一极，储能电容的第二极接地；充放电管理单元连接至升压电路的控制端，充放电管理单元还连接至充放电控制电路的第一端以及充放电控制电路的第二端；并且，升压电路用于连接至存储设备的接口，充放电管理单元用于连接至存储设备的控制部件。2.根据权利要求1所述的存储设备的电源管理单元，其中，升压电路用于连接至存储设备的接口的电力输入引脚。3.根据权利要求1所述的存储设备的电源管理单元，其中，充放电管理单元与位于存储设备外部的指示灯连接。4.根据权利要求1
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3任一项所述的存储设备的电源管理单元，其中，充放电控制电路的限流电阻连接至第一端和第二端之间。5.根据权利要求4所述的存储设备的电源管理单元，其中，限流电阻的阻值为100欧。6.根据权利要求5所述的存储设备的电源管理单元，其中，充放电控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志剑，刘志远，谢欣，
申请(专利权)人：北京忆恒创源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：