存儲器系統(tǒng)、存儲器接口連接裝置及其接口連接方法
【專利說明】存儲器系統(tǒng)、存儲器接口連接裝置及其接口連接方法
[0001]本申請要求于2014年5月28日提交的第10-2014-0064569號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請的公開內(nèi)容通過引用全部包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例涉及存儲器接口連接方法和存儲器接口連接裝置，更具體地講，涉及一種存儲器系統(tǒng)、一種存儲器接口連接裝置和一種在該存儲器系統(tǒng)中執(zhí)行的接口連接方法。
【背景技術(shù)】
[0003]存儲器系統(tǒng)利用接口裝置以在存儲器裝置和存儲器控制器之間進行通信。可以使用多個物理來增加由一個存儲器控制器可控的存儲器芯片的數(shù)量。然而，當(dāng)存儲器系統(tǒng)使用多個物理通道時，存儲器控制器的I/O端口的數(shù)量增多，并且傳輸速率可能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例提供了一種在存儲器系統(tǒng)中執(zhí)行的接口連接方法，以通過利用針對一個物理通道的輸入/輸出(I/O)端口來產(chǎn)生利用多個通道的效果。
[0005]本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種通過利用關(guān)于一個物理通道的I/O端口而產(chǎn)生利用多個通道的效果的存儲器接口。
[0006]本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種能夠提高數(shù)據(jù)傳輸速率的存儲器系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，一種在存儲器系統(tǒng)中使存儲器控制器和存儲器裝置接口連接的方法包括:利用時分多路復(fù)用(TDM)通信處理在存儲器控制器和存儲器裝置之間傳輸控制信號；利用串行化/解串行化(SERDES)通信處理在存儲器控制器和存儲器裝置之間傳輸數(shù)據(jù)。經(jīng)由連接到存儲器控制器的物理通道和與該物理通道對應(yīng)的連接到存儲氣裝置的多個虛擬通道執(zhí)行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0008]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:傳輸?shù)谝恍盘柡偷诙盘?，所述第一信號包括通道信息，所述第二信號包括芯片使能信息。通道信息指定所述多個虛擬通道中的將要傳輸數(shù)據(jù)的通道。
[0009]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道接收到的控制信號，產(chǎn)生并傳輸針對所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道的控制信號。
[0010]在示例性實施例中，傳輸數(shù)據(jù)的步驟包括:將從存儲器控制器接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)；將并行數(shù)據(jù)輸出到與所述多個虛擬通道對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/o)端
□ο
[0011]在示例性實施例中，傳輸數(shù)據(jù)的步驟包括:將從存儲器裝置接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)；將串行數(shù)據(jù)輸出到與物理通道對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/o)端口。
[0012]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道接收到的控制信號，產(chǎn)生多個控制信號。所述多個控制信號分別對應(yīng)于所述多個虛擬通道。
[0013]在示例性實施例中，輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道輸出的關(guān)于通道信息的第一控制信號、關(guān)于芯片使能信息的第二控制信號以及關(guān)于芯片使能時序信息的第三控制信號來產(chǎn)生多個芯片使能信號。所述多個芯片使能信號分別對應(yīng)于所述多個虛擬通道。
[0014]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道輸出的關(guān)于通道信息的控制信號和命令鎖存使能信號，來產(chǎn)生多個命令鎖存使能信號。所述多個命令鎖存使能信號分別對應(yīng)于所述多個虛擬通道。
[0015]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道輸出的涉及關(guān)于通道信息的控制信號和地址鎖存使能信號，來產(chǎn)生多個地址鎖存使能信號和地址信息。所述多個地址鎖存使能信號分別對應(yīng)于所述多個虛擬通道。
[0016]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道輸出的關(guān)于通道信息的控制信號、寫入數(shù)據(jù)選通信號，來產(chǎn)生與所述多個虛擬通道分別對應(yīng)的多個數(shù)據(jù)選通信號。
[0017]在示例性實施例中，傳輸控制信號的步驟包括:基于從存儲器控制器經(jīng)由物理通道輸出的關(guān)于通道信息的控制信號和讀取使能信號，經(jīng)由與所述多個虛擬通道對應(yīng)的多個數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/O)端口接收從存儲器裝置讀取的作為并行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；將經(jīng)由所述多個I/o端口接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并將串行數(shù)據(jù)輸出到物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口。
[0018]在示例性實施例中，所述方法還包括:將物理通道的通信速度設(shè)置成所述多個虛擬通道的通信速度的至少兩倍。
[0019]在示例性實施例中，傳輸數(shù)據(jù)的步驟包括:響應(yīng)于分配給所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口的數(shù)量為至少兩個，將從分配給同一虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口中的每個I/O端口輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)并通過組合這些并行數(shù)據(jù)來生成第三并行數(shù)據(jù)；將第三并行數(shù)據(jù)輸出至分配給所述虛擬通道的數(shù)據(jù)I/o端口。
[0020]在示例性實施例中，所述方法還包括:響應(yīng)于分配給所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口的數(shù)量為至少兩個，將從存儲器裝置經(jīng)由同一虛擬通道接收到的并行數(shù)據(jù)劃分成與分配給所述虛擬通道的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口分別對應(yīng)的多組并行數(shù)據(jù)；將每個組的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)；將從每個組的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的串行數(shù)據(jù)輸出至分配給所述同一虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/o端口中的對應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O端口。
[0021]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，一種存儲器接口裝置包括:時分多路復(fù)用(TDM)接口，配置成利用TDM通信處理在存儲器控制器和存儲器裝置之間收發(fā)多個控制信號；串行化/解串行化(SERDES)接口，配置成基于利用TDM通信處理進行通信的所述多個控制信號，將從存儲器裝置輸入的第一并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第一串行數(shù)據(jù)并將第一串行數(shù)據(jù)輸出至存儲器控制器，或者將從存儲器控制器輸入的第二串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第二并行數(shù)據(jù)并將第二并行數(shù)據(jù)輸出至存儲器裝置。
[0022]在示例性實施例中，TDM接口被配置成將所述多個控制信號中的控制信號輸出至多個虛擬通道中的每個虛擬通道。
[0023]在示例性實施例中，SERDES接口被配置成將存儲器控制器和所述存儲器接口連接裝置之間連接的單個物理通道中的N個數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/O)端口劃分成Μ組數(shù)據(jù)I/O端口，并將所述Μ組數(shù)據(jù)I/O端口中的每個數(shù)據(jù)I/O端口分配給虛擬通道中的對應(yīng)虛擬通道的數(shù)據(jù)I/O端口。Ν是大于或等于2的整數(shù)，Μ < Ν，并且Μ個虛擬通道連接在存儲器裝置和所述存儲器接口連接裝置之間。
[0024]在示例性實施例中，SERDES接口被配置成，響應(yīng)于分配給所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口的數(shù)量為至少兩個，將從物理通道的分配給同一虛擬通道的數(shù)據(jù)I/O端口中的每個數(shù)據(jù)I/O端口輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)并組合這些并行數(shù)據(jù)來生成第三并行數(shù)據(jù)，并將第三并行數(shù)據(jù)輸出至所述虛擬通道的數(shù)據(jù)I/O端
□ο
[0025]在示例性實施例中，SERDES接口被配置成，響應(yīng)于分配給所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口的數(shù)量為至少兩個，將經(jīng)由同一虛擬通道接收到的第三并行數(shù)據(jù)劃分成與分配給所述虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口分別對應(yīng)的多組的并行數(shù)據(jù)，將每組的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并且將從每組的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的串行數(shù)據(jù)輸出至分配給所述虛擬通道的物理通道的數(shù)據(jù)I/O端口中的對應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O端口。
[0026]在示例性實施例中，存儲器控制器和TDM接口被配置成經(jīng)由第一信號端口、第二信號端口、第三信號端口、讀取數(shù)據(jù)選通信號端口、寫入數(shù)據(jù)選通信號端口、命令鎖存使能信號端口、地址使能信號端口、寫入使能信號端口和讀取使能信號端口來收發(fā)所述多個控制信號，其中，通過第一信號端口來對關(guān)于物理通道的通道信息進行通信，通過第二信號端口來對芯片使能信息進行通信，通過第三信號端口來對芯片使能時序信息進行通信。
[0027]在示例性實施例中，TDM接口和存儲器裝置被配置成經(jīng)由芯片使能信號端口、命令鎖存使能信號端口、地址使能信號端口、寫入使能信號端口、讀取使能信號端口和數(shù)據(jù)選通信號端口來收發(fā)所述多種控制信號。
[0028]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，一種存儲器系統(tǒng)包括:存儲器控制器，被配置成輸入和輸出多個控制信號和數(shù)據(jù)；存儲器裝置，被配置成基于控制信號而執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取操作和數(shù)據(jù)寫入操作；接口連接裝置，被配置成經(jīng)由物理通道與存儲器控制器通信，并且經(jīng)由與物理通道對應(yīng)的多個虛擬通道與存儲器裝置通信。接口連接裝置被配置成利用時分多路復(fù)用(TDM)通信處理來發(fā)送所述多個控制信號，并利用串行化/解串行化(SERDES)通信處理來發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0029]在示例性實施例中，接口裝置被配置成對經(jīng)由連接到存儲器控制器的物理通道輸入的所述多個控制信號執(zhí)行TDM，并針對所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道輸出所述多個控制信號。
[0030]在示例性實施例中，接口裝置被配置成將從存儲器控制器輸出的第一串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第一并行數(shù)據(jù)并將第一并行數(shù)據(jù)傳輸至存儲器裝置，將從存儲器裝置輸出的第二并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第二串行數(shù)據(jù)并將第二串行數(shù)據(jù)傳輸至存儲器控制器。
[0031 ] 在示例性實施例中，所述存儲器系統(tǒng)還包括:頻率增加接口連接裝置，經(jīng)由所述多個虛擬通道連接在接口裝置和存儲器裝置之間。頻率增加接口連接裝置包括被配置成在所述多個虛擬通道中的每個虛擬通道中使存儲器裝置的輸入/輸出(I/o)端口電分離的多路復(fù)用器。
[0032]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施，一種在存儲器系統(tǒng)中對存儲器控制器和存儲器裝置接口連接的方法包括:利用時分多路復(fù)用(TDM)通信處理在存儲器控制器和存儲器裝置之間發(fā)送并接收多種控制信號。所述方法還包括利用串行化/解串行化(SERDES)通信處理將從存儲器裝置輸入的第一并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第一串行數(shù)據(jù)并將第一串行數(shù)據(jù)輸出至存儲器控制器，或者基于利用TDM通信處理進行通信的所述多種控制信號利用SERDES通信處理，將從存儲器控制器輸入的第二串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成第二并行數(shù)據(jù)并將第二并行數(shù)據(jù)輸出至存儲器裝置。
【附圖說明】
[0033]通過參照附圖詳細描述的本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，本發(fā)明構(gòu)思的上述和其他特征將變得更加明顯，在附圖中:
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。
[0036]圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖1和圖2的存儲器控制器的框圖。
[0037]圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖1和圖2的存儲器裝置所包括的非易失性存儲(NVM)芯片的框圖。
[0038]圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖4的存儲器單元陣列的示圖。
[0039]圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖5的存儲器單元陣列所包括的第一存儲器塊的電路圖。
[0040]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖6的第一存儲器塊在位線方向上變形的第一存儲器塊的剖視圖。
[0041]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖6的第一存儲器塊在字線方向上的剖視圖。
[0042]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖6的第一存儲器塊在位線方向上變形的第一存儲器塊的剖視圖。
[0043]圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的包括在圖6的第一存儲器塊中的單元串的變形的單兀串的電路圖。
[0044]圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的包括在圖6的第一存儲器塊中的單元串的變形的單兀串的電路圖。
[0045]圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的關(guān)于在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間物理通道的輸入/輸出(I/O)端口的布局的圖。
[0046]圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的關(guān)于在存儲器系統(tǒng)中的接口裝置和非易失性存儲(NVM)芯片之間的虛擬通道的I/O端口的布局的圖。
[0047]圖14是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖1和圖2的接口連接裝置的框圖。
[0048]圖15是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖1和圖2的SERDES接口的示例的框圖。
[0049]圖16是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的圖1和圖2的SERDES接口的示例的框圖。
[0050]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的當(dāng)單個物理通道在接口連接裝置中被擴展成4個虛擬通道時接口連接的示意圖。
[0051]圖18是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的當(dāng)單個物理通道在接口連接裝置中被擴展成8個虛擬通道時接口連接的示意圖。
[0052]圖19是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間用于配置選擇操作的信號的時序圖。
[0053]圖20是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在在存儲器系統(tǒng)中的接口裝置和存儲器裝置之間用于配置選擇操作的信號的時序圖。
[0054]圖21是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間的命令信息傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0055]圖22是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的接口連接裝置和存儲器裝置之間的命令信息傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0056]圖23是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間的地址信息傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0057]圖24是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的接口連接裝置和存儲器裝置之間的地址信息傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0058]圖25是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間根據(jù)寫入操作而數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0059]圖26是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的接口連接裝置和存儲器裝置之間根據(jù)寫入操作而數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0060]圖27是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的存儲器控制器和接口連接裝置之間根據(jù)讀取操作而數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0061]圖28是在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的涉及在存儲器系統(tǒng)中的接口裝置和存儲器裝置之間根據(jù)讀取操作而數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柕臅r序圖。
[0062]圖29是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例通過存儲器系統(tǒng)來執(zhí)行的接口連接方法的流程圖。
[0063]圖30是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中選擇配置的信號處理過程的流程圖。
[0064]圖31是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中傳輸命令信息的信號處理過程的流程圖。
[0065]圖32是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中傳輸?shù)刂沸畔⒌男盘柼幚磉^程的流程圖。
[0066]圖33是示出在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中根據(jù)寫入操作而用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼幚磉^程的流程圖。
[0067]圖34是示出在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中根據(jù)讀取操作而用于控制信號傳輸?shù)男盘柼幚磉^程的流程圖。
[0068]圖35是示出在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的在圖29的接口連接操作中根據(jù)讀取操作而用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼幚磉^程的流程圖。
[0069]圖36是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的存儲器系統(tǒng)的計算系統(tǒng)的圖。
[0070]圖37是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的存儲器系統(tǒng)的存儲卡的圖。
【具體實施方式】
[0071]在下文中將參照附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例。在整個附圖中同樣的附圖標(biāo)記可以表示同樣的元件。在附圖中，為清楚起見可夸大結(jié)構(gòu)的尺寸。
[0072]將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在”另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ斑B接到”、“結(jié)合到”或“鄰近于”另一元件或?qū)訒r，該元件或?qū)涌梢灾苯釉谒隽硪辉驅(qū)由?、連接到、結(jié)合到或鄰近于所述另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或?qū)?。還將理解的是，當(dāng)元