一种容错固态非易失存储设备及多通道容错存储设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种容错固态非易失存储设备，包括：接口控制器、闪存控制器、固态非易失性存储芯片阵列和电路板，所述容错固态非易失存储设备，还包括至少一片备用固态非易失性存储芯片；所述备用固态非易失性存储芯片位于所述电路板上。本实用新型专利技术提供的容错固态非易失存储设备通过设置备用非易失性存储芯片，可以实现降低设备生产测试费用，又能保证设备的良率，同时又可以实现延长存储设备使用寿命的目的，可以使得固态非易失存储设备实现广泛应用。本实用新型专利技术还提供了一种多通道容错固态非易失性存储设备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大容量数据存储
，特别是涉及一种固态非易失存储设备及多通道容错固态非易失性存储设备。
技术介绍
目前，固态非易失存储设备逐步被广大存储设备使用者所接受，其比较传统存储设备特别是硬盘，具有许多其不能比拟的优越性，例如读写速率，性能，低功耗等等。但是， 其比较高的价格以及存储次数有限这些缺点，限制了此类存储设备特别是固态硬盘的更广泛的应用。对于目前广泛使用的固态非易失存储设备，其昂贵的价格主要来自于价格不菲的存储器件，例如NAND型flash芯片，这类存储器件由于其特殊的制造工艺以及严格的芯片封装测试费用，导致其整体价格比较昂贵，这是后端设备制造商所不能决定和优化的。而对于其存储次数有限是由于其工艺制造的缘故导致的，一般后端的设备制造商都是通过对存储芯片做损耗均衡设计，来实现尽量的延长设备的使用寿命，但远远不能满足实际使用的要求。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题针对以上，本技术采用一种容错固态非易失存储设备，能够实现降低设备生产测试费用，保证设备的良率，同时还可以延长存储设备使用寿命。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种容错固态非易失存储设备，包括接口控制器、闪存控制器、固态非易失性存储芯片阵列和电路板，所述接口控制器外接主机系统，所述接口控制器、闪存控制器和电路板依次电连接，所述固态非易失性存储芯片阵列排布于所述电路板上，所述主机系统通过所述接口控制器、闪存控制器，对电路板上固态非易失性存储芯片阵列进行读写操作，所述容错固态非易失存储设备，还包括至少一片备用固态非易失性存储芯片；所述备用固态非易失性存储芯片位于所述电路板上。进一步地，所述闪存控制器中包括故障诊断模块、芯片替换模块和坏块记录模块；所述故障诊断模块监测出现的故障芯片，将所述故障芯片的地址发送芯片替换模块及坏块记录模块；所述芯片替换模块将所述故障芯片的地址赋予所述备用固态非易失性存储芯片；闪存控制器不再对所述坏块记录模块中记录所述地址的芯片进行读写操作。进一步地，所述闪存控制器包括阈值设置模块，芯片监测模块，芯片交换模块；所述阈值设置模块中设置有芯片读取次数阈值；所述芯片监测模块监测所述固态非易失性存储芯片的读取次数，所述读取次数超过所述芯片读取次数阈值时，将所述固态非易失性存储芯片地址发送芯片交换模块；所述芯片交换模块将所述固态非易失性存储芯片地址与所述备用固态非易失性存储芯片地址进行交换。进一步地，所述闪存控制器还包括芯片地址记录模块，所述芯片监测模块监测所述固态非易失性存储芯片的读取次数，所述读取次数超过所述芯片读取次数阈值时，将所述固态非易失性存储芯片的地址发送芯片地址记录模块；所述芯片地址记录模块记录读取次数超过所述阈值的固态非易失性存储芯片的地址；所述芯片地址记录模块记录完全部所述固态非易失性存储芯片的地址时，发送指令到所述阈值设置模块及芯片监测模块；所述阈值设置模块重新设定阈值；芯片监测模块所监测的固态非易失性存储芯片的读取次数清零。本技术还提供一种多通道容错固态非易失存储设备，包括接口控制器、闪存控制器、MXN固态非易失性存储芯片阵列和电路板，所述M和N均为大于等于1的整数，所述接口控制器外接主机系统，所述接口控制器、闪存控制器和电路板依次电连接，所述MXN 固态非易失性存储芯片阵列排布于所述电路板上，所述主机系统通过所述接口控制器、闪存控制器，对电路板上MXN固态非易失性存储芯片阵列以列为单位读取进行读写操作，所述多通道容错固态非易失存储设备，还包括至少一个备用固态非易失性存储芯片列，所述备用固态非易失性存储芯片列中固态非易失性存储芯片个数M，所述备用固态非易失性存储芯片列位于所述电路板上。进一步地，所述闪存控制器包括故障列诊断模块、芯片列替换模块和坏块列记录模块；所述故障列诊断模块监测出现的故障芯片列，将所述故障芯片列的首地址发送芯片列替换模块及坏块列记录模块；所述芯片列替换模块将所述故障芯片列的首地址赋予所述备用固态非易失性存储芯片列；所述坏块列记录模块记录所述故障芯片列的地址，闪存控制器不再对所述故障芯片列进行读写操作。进一步地，所述闪存控制器包括阈值列设置模块，芯片列监测模块，芯片列交换模块；所述阈值列设置模块中设置有芯片列读取次数阈值；所述芯片列监测模块监测所述固态非易失性存储芯片列的读取次数，所述读取次数超过所述芯片列读取次数阈值时，将所述固态非易失性存储芯片列地址发送芯片列交换模块；所述芯片列交换模块将所述固态非易失性存储芯片列地址与所述备用固态非易失性存储芯片列首地址进行交换。进一步地，所述闪存控制器还包括芯片列地址记录模块，所述芯片列监测模块监测所述固态非易失性存储芯片列的读取次数，所述读取次数超过所述芯片读取次数阈值时，将所述固态非易失性存储芯片列的首地址发送芯片列地址记录模块；所述芯片列地址记录模块记录读取次数超过所述阈值的固态非易失性存储芯片列的首地址；所述芯片列地址记录模块记录完全部所述固态非易失性存储芯片列的首地址时， 发送指令到所述阈值列设置模块及芯片列监测模块；所述阈值列设置模块重新设定芯片列读取次数阈值；芯片列监测模块所监测的固态非易失性存储芯片列的读取次数清零。(三)有益效果上述技术方案所提供存储设备的电路板设计上增加备用存储芯片的设置，并通过闪存控制器中模块的设计，当设备在生产后端测试中发现闪存有故障时，使用备用存储芯片来替换故障芯片，从而保证即使芯片没有经过封装测试，也不会影响存储设备生产的良率；同时，当设备中有闪存芯片达到一定使用次数即系统设定的使用次数阈值之后，就会被备用芯片替换，从而通过这种不断地替换操作，来有效延长设备的使用寿命。通过本技术采用增加备用存储芯片的设置，来有效保障非易失性存储芯片设备的良率，并可以延长设备的使用寿命。附图说明图1为现有技术中固态非易失存储设备示意图；图2为本技术实施例中固态非易失存储设备单颗备用芯片设计的示意图；图3为本技术实施例中多通道固态非易失存储设备备用存储芯片列计示意图；其中，1 备用固态非易失性存储芯片，2 备用固态非易失性存储芯片列；3 固态非易失性存储芯片阵列。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。图1为现有技术中固态非易失存储设备示意图，如图1所示，固态非易失存储设备主要包括接口控制器，闪存控制器以及由一个或多个闪存组成的闪存阵列。其中，接口控制器主要用于与主机进行指令及数据的交互，闪存控制器是整个存储设备的控制模块，控制与接口控制器及闪存阵列的控制信号及数据的传输，闪存阵列为整个设备的存储介质芯片组成，是整个设备信息存储的终端。图2为本技术实施例中固态非易失存储设备单颗备用芯片设计的示意图，如图2所示，一种容错固态非易失存储设备，包括接口控制器、闪存控制器、固态非易失性存储芯片阵列3和电路板，所述接口控制器外接主机系统，所述接口控制器、闪存控制器和电路板依次电连接，所述固态非易失性存储芯片阵列3排布于所述电路板上，所述主机系统通过所述接口控制器、闪存控制器，对电路板上固态非易失性存储芯片阵列3进行读写操作，所述容错固态非易失存储设备，还包括至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种容错固态非易失存储设备，包括：接口控制器、闪存控制器、固态非易失性存储芯片阵列和电路板，所述接口控制器外接主机系统，所述接口控制器、闪存控制器和电路板依次电连接，所述固态非易失性存储芯片阵列排布于所述电路板上，所述主机系统通过所述接口控制器、闪存控制器，对电路板上固态非易失性存储芯片阵列进行读写操作，其特征在于，所述容错固态非易失存储设备，还包括至少一片备用固态非易失性存储芯片；所述备用固态非易失性存储芯片位于所述电路板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾良清，夏峰，
申请(专利权)人：苏州市易德龙电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32