專(zhuān)利名稱：一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道soc控制芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制芯片，具體地說(shuō)是一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道soc控制
心片。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)和IC設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，愈來(lái)愈復(fù)雜的功能集成到一個(gè)芯片 上，于是出現(xiàn)了片上系統(tǒng)SOC(System on a chip) 。 SOC就是將微處理器、模擬IP核、數(shù)字 IP核和存儲(chǔ)器集成在單一芯片上，完成復(fù)雜的功能。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，處理器、內(nèi)存等處理速度越來(lái)越快，而硬盤(pán)的發(fā)展則相對(duì) 緩慢，成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，在這種背景下，出現(xiàn)了固態(tài)硬盤(pán)SSD。 固態(tài)硬盤(pán)(Solid State Disk或Solid State Drive)，也稱作電子硬盤(pán)或者固態(tài) 電子盤(pán)，是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元(DRAM或FLASH芯片)組成的硬盤(pán)。固態(tài)硬盤(pán)的接 口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤(pán)一致。 與傳統(tǒng)的硬盤(pán)相比，固態(tài)硬盤(pán)有以下優(yōu)點(diǎn)(1)、啟動(dòng)快，沒(méi)有電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)過(guò)程； (2)、不用磁頭，快速隨機(jī)讀取，讀延遲極??；(3)、相對(duì)固定的讀取時(shí)間，磁盤(pán)碎片不會(huì)影響 讀取時(shí)間；(4)、基于Flash的固態(tài)硬盤(pán)寫(xiě)入速度快；(5)、無(wú)噪音，因?yàn)闆](méi)有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng) 扇；(6)、能耗和發(fā)熱量低；(7)、不怕碰撞、沖擊和震動(dòng)；(8)、工作溫度范圍更大；(9)、固態(tài) 硬盤(pán)體積小、重量輕。 縱上所述，固態(tài)硬盤(pán)在一段時(shí)間內(nèi)將成為研究的重點(diǎn)，而作為固態(tài)硬盤(pán)的大腦，也 就是最重要組成部分的SSD控制芯片的重要性則不言而喻。但是，目前的SSD控制芯片，技 術(shù)發(fā)展還不夠完善，存在功耗高、可靠性差、成本高等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種體積小、智能化程度高、低 功耗的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道S0C控制芯片。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括S0C芯片，在S0C芯片還集 成有32位RISC處理器、SATA控制器、USB從控制器、8個(gè)Nand flash控制器、JTAG、 Boot flash、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；JTAG和Boot flash均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器相連，SATA控制 器和USB從控制器并行且均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash 控制器相連，32位RISC處理器還與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線相連， 8個(gè)Nand flash控制器獨(dú)立并行。 Nand flash控制器包括Nand flash讀寫(xiě)控制、ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控 制器，Nand flash讀寫(xiě)控制通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控制器相連。 USB從控制器為USB2. 0的設(shè)備控制器。 SATA控制器為SATAII控制器。[0012] 數(shù)據(jù)線為UART。 RISC(reduced instruction set computer,精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))是一禾中執(zhí)行較少 類(lèi)型計(jì)算機(jī)指令的微處理器。它能夠以很快的速度執(zhí)行操作。 SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment (串行高級(jí)技術(shù)附件，一 種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口 )，是由Intel、 IBM、 Dell、 APT、 Maxtor和Seagate 公司共同提出的硬盤(pán)接口規(guī)范。SATA規(guī)范將硬盤(pán)的外部傳輸速率理論值提高到了 150MB/ s，比PATA標(biāo)準(zhǔn)ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出約13%。 USB是英文Universal Serial Bus的縮寫(xiě)，中文含義是"通用串行總線"。它是一 種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。COMPAQ、 Hewlett Packard、 Intel、 Lucent、 Microsoft、 NEC 和raiLIPS這7家廠商聯(lián)合制定了 USB 2.0接口標(biāo)準(zhǔn)。USB 2. 0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速 度增加到了 480Mbps，比USB 1. 1標(biāo)準(zhǔn)快40倍左右。 Nand flash是現(xiàn)在市場(chǎng)上主要的非易失閃存技術(shù)。Nand flash的結(jié)構(gòu)能提供極
高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。 JTAG是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議(IEEE 1149. 1兼容)，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試。ECC是"Error Checking and Correcting"的簡(jiǎn)寫(xiě)，中文名稱是"錯(cuò)誤檢查和糾
正"。ECC是一種能夠?qū)崿F(xiàn)"錯(cuò)誤檢查和糾正"的技術(shù)。 Buffer是緩沖器，在數(shù)據(jù)傳輸中，用來(lái)彌補(bǔ)不同數(shù)據(jù)處理速率速度差距的存儲(chǔ)裝置。 UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工 傳輸和接收。 本實(shí)用新型的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其中SOC芯片內(nèi)部包含 256KByte的SRAM和100Kbyte的R0M。使用時(shí)，8個(gè)Nand flash控制器可連接固態(tài)硬盤(pán)中 Nand flash,用來(lái)完成對(duì)相應(yīng)Nand flash的讀、寫(xiě)以及擦除等操作，可以進(jìn)行2K/4K/8K字 節(jié)的頁(yè)操作。Boot flash用來(lái)存放firmware, firmware是指設(shè)備內(nèi)部保存的設(shè)備"驅(qū)動(dòng)程 序"，即固化在了硬件中的軟件；我們將一些需要的算法和一些boot信息存放到firmware 中，比如為了提高數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的命中率，我們?cè)趂irmware中存放一些用來(lái)對(duì)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù) 進(jìn)行替換的算法，如LRU, LUU等，從而提高對(duì)數(shù)據(jù)讀和寫(xiě)操作的速度。JTAG是用來(lái)對(duì)32位 的RISC處理器進(jìn)行調(diào)試用的。32位RISC處理器用來(lái)進(jìn)行調(diào)度和控制，來(lái)選擇Boot flash 中存放的firmware中的讀寫(xiě)策略、運(yùn)行動(dòng)態(tài)電源管理以及自我動(dòng)態(tài)分析檢測(cè)等程序。數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)用來(lái)作為讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的緩存，類(lèi)似處理器中的緩存，當(dāng)外部的處理器要來(lái)讀取固態(tài)硬 盤(pán)的數(shù)據(jù)時(shí)，首先要到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里來(lái)尋找，如果找到，則命中，從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里讀取相應(yīng) 的數(shù)據(jù)，若沒(méi)命中，通過(guò)8個(gè)Nand flash控制器到相應(yīng)的Nand flash中讀取數(shù)據(jù)，所以提 高數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的命中率可以有效的提高固態(tài)硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度。另外還有SATA控制器，用戶 可以通過(guò)SATA接口來(lái)讀取固態(tài)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)；同時(shí)還有USB2. 0的device控制器，用戶可以 通過(guò)帶有USB2. 0 HOST控制器的設(shè)備來(lái)讀取固態(tài)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)。 Nand flash控制器中的錯(cuò)誤檢查和糾正模塊通過(guò)ECC加速器實(shí)現(xiàn)，比通過(guò)軟件來(lái) 操作速度更快；數(shù)據(jù)Buffer用來(lái)提高對(duì)Nand flash讀寫(xiě)操作的速度；總線控制器控制Nand flash讀寫(xiě)控制，從而完成對(duì)Nand flash中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 本實(shí)用新型的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其中SOC芯片內(nèi)部包含256KByte的SRAM和100Kbyte的ROM,本實(shí)用新型外可以支持512Mbyte的SDRAM，另外本 實(shí)用新型支持2K/4K/8K字節(jié)的頁(yè)操作，對(duì)于SLC和MLC兩種存儲(chǔ)方式支持可選則的讀寫(xiě)策 略，支持Trim和NCQ。 本實(shí)用新型的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有具 有體積小、智能化程度高、低功耗、高可靠性、成本低廉等特點(diǎn)，因而，具有很好的推廣使用 價(jià)值。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 附

圖1為一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片的電路結(jié)構(gòu)示意框圖； 附圖2為一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片的Nand flash控制器的結(jié)構(gòu) 示意框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 本實(shí)用新型的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其結(jié)構(gòu)包括SOC芯片，在 SOC芯片還集成有32位RISC處理器、SATA控制器、USB從控制器、8個(gè)Nand flash控制器、 JTAG、 Boot flash、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；JTAG和Boot flash均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器相 連，SATA控制器和USB從控制器并行且均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和 8個(gè)Nand flash控制器相連，32位RISC處理器還與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器 通過(guò)數(shù)據(jù)線相連，8個(gè)Nand flash控制器獨(dú)立并行。 Nand flash控制器包括Nand flash讀寫(xiě)控制、ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控 制器，Nand flash讀寫(xiě)控制通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控制器相連。 USB從控制器為USB2. 0的設(shè)備控制器。 SATA控制器為SATAII控制器。 數(shù)據(jù)線為UART。 本實(shí)用新型的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片其加工制作非常簡(jiǎn)單方 便，按說(shuō)明書(shū)附圖所示加工制作即可。 除說(shuō)明書(shū)所述的技術(shù)特征外，均為本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，包括SOC芯片，其特征在于在SOC芯片還集成有32位RISC處理器、SATA控制器、USB從控制器、8個(gè)Nandflash控制器、JTAG、Boot flash、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；JTAG和Boot flash均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器相連，SATA控制器和USB從控制器并行且均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器相連，32位RISC處理器還與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線相連，8個(gè)Nandflash控制器獨(dú)立并行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其特征在于Nand flash控制器包括Nand flash讀寫(xiě)控制、ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控制器，Nand flash讀寫(xiě)控制通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與ECC加速器、數(shù)據(jù)Buffer和總線控制器相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其特征在于USB 從控制器為USB2. 0的設(shè)備控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其特征在于SATA 控制器為SATAII控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，其特征在于數(shù)據(jù) 線為UART。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于固態(tài)硬盤(pán)的八通道SOC控制芯片，屬于一種控制芯片，在SOC芯片中集成有32位RISC處理器、SATA控制器、USB從控制器、8個(gè)Nand flash控制器、JTAG、Boot flash、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；JTAG和Boot flash均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器相連，SATA控制器和USB從控制器并行且均通過(guò)數(shù)據(jù)線與32位RISC處理器、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器相連，32位RISC處理器還與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和8個(gè)Nand flash控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線相連，8個(gè)Nand flash控制器獨(dú)立并行。本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有體積小、智能化程度高、低功耗等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G11C16/06GK201498216SQ20092022734
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者于治樓, 姜?jiǎng)P, 李峰, 梁智豪 申請(qǐng)人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司