控制板的同時轉換的固態硬碟控制器的製作方法

2023-05-29 20:11:36

專利名稱：控制板的同時轉換的固態硬碟控制器的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及一種用於固態硬碟的控制器，特別是，涉及一種當從通過多個頻道所連接的多個固態硬碟讀取數據或將數據寫入多個固態硬碟時，可有效地控制板的轉換的技術。
背景技術：
目前，對於固態硬碟(solid state disk)的矚目不斷在增大。固態硬碟不使用硬碟驅動器(hard disk drive)，而使用快閃記憶體(flash memory)和同步動態隨機存取存儲器 SDRAM(synchronous dynamic random access memory) 因此，固態硬碟不要求用於硬碟驅動器的馬達之類的機械驅動裝置，運作時幾乎不發熱也不發生噪音。不但如此，固態硬碟不易破損，比起硬碟驅動器，具有較高的數據傳送能力。固態硬碟被大致區分為以閃動為基礎的SSD和以DRAM為基礎的SSD等。以DRAM 為基礎的SSD可支持高速的讀寫，具有較強的持久性，以閃動為基礎的SSD具有非揮發性、 經濟性、低電力消耗等性質。固態硬碟中，數據通過互相獨立的多個頻道被寫入多個存儲器，且從多個存儲器被讀取。例如，多個存儲器與互相獨立的4個、8個或16個的頻道相連接。在這種情況下， 多個頻道由多個輸出板或輸入板驅動。但是，當多個輸出板或輸入板被同時啟用時，會發生接地跳動(ground bouncing)，且會增加板所需的電力。因此，需要一種可適當控制向多個輸出板或輸入板提供的信號的技術。

發明內容
技術課題根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，防止多個輸出板或輸入板被同時轉換，由此來減少接地跳動(ground bouncing)的發生，使用低電力也可驅動板。此外，根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，只使事先設定的個數的輸出板或輸入板進行同時轉換，並防止該個數以上的板被同時轉換。技術方案根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊和磁碟接口模塊。控制模塊生成用於讀取多個固態硬碟中所儲存的數據的控制信號，磁碟接口模塊通過多個頻道與所述多個固態硬碟通信，並對所述控制信號作出應答，來向所述多個頻道所對應的多個輸出板提供讀取信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述讀取信號中的至少一個。此外，根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊和磁碟接口模塊。控制模塊生成用於將數據寫入多個固態硬碟的控制信號，磁碟接口模塊通過多個頻道與所述多個固態硬碟通信，並對所述控制信號作出應答，來向所述多個頻道所對應的多個輸出板提供寫入信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述寫入信號中的至少一個。此外，根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊和磁碟接口模塊。控制模塊讀取多個固態硬碟中所儲存的數據，並生成用於將數據寫入所述多個固態硬碟中的控制信號，磁碟接口模塊對所述控制信號作出應答來向多個頻道所對應的多個輸出板提供輸出控制信號，並通過多個輸入板接收與所述多個固態硬碟中所存儲的數據相關的輸入控制信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述輸出控制信號或所述輸入控制信號中的至少一個。技術效果根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，防止多個輸出板或輸入板被同時轉換，由此可減少接地跳動(ground bouncing)的發生，使用低電力也可驅動板。此外，根據本發明的一個實施例的用於固態硬碟的控制器，值使事先設定的個數的輸出板或輸入板被同時轉換，並防止該個數以上的板被同時轉換。


圖1是示出使用根據本發明的一個實施例的固態硬碟的存儲系統的示圖。圖2是示出輸出板或輸入板被同時轉換的例子的示圖。圖3是示出控制使所有輸出板或輸入板不同時轉換的例子的示圖。圖4是示出控制使被同時轉換的板的個數低於事先設定的個數的例子的示圖。圖5是示出根據環方式確認板是否被轉換的例子的示圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。圖1是示出使用根據本發明的一個實施例的固態硬碟的存儲系統的示圖。參照圖1，用於多個固態硬碟160的控制器包括主機接口模塊120、控制模塊130、 磁碟接口模塊140。主機接口模塊120從主機110接收用於向多個固態硬碟160寫入數據或讀取多個固態硬碟中所存儲的數據的請求。此外，主機接口模塊120將所述請求提供至控制模塊 130。在這種情況下，主機接口模塊120可支持外圍組件互連PCI (Peripheral Component Interconnect)、PCI_X、PCI_Express、超運輸(Hypertransport)或 USB (Universal Serial Bus)等多種規格。此外，控制模塊130解析所述請求，以解析的結果為基礎，生成用於從固態硬碟 160讀取主機110所需的數據的控制信號或用於將數據寫入固態硬碟的控制信號。特別是，控制模塊130包括處理器131、用於處理器131的動態隨機存取存儲器 DRAM132、緩存(Cache) 133。在此，處理器131為實現損耗均衡(wear-leveling)而驅動快閃記憶體轉換層 FTL(Flash Translation Layer)，緩存(Cache) 133 幫助快速存取。此外，磁碟接口模塊140對控制信號作出應答，向多個頻道所對應的多個輸出板提供輸出控制信號，並通過多個輸入板接收與多個固態硬碟中所存儲的數據相關的輸入控制信號。在此，由從控制器到固態硬碟方向傳輸的控制信號所驅動的板叫做輸出板，且由相反方向傳輸的控制信號所驅動的板叫做輸入板。在此，多個固態硬碟160與互相獨立的多個頻道(頻道A、B、C、D)相連接。S卩，多個固態硬碟160中可寫入互相獨立的數據，多個固態硬碟160中所存儲的數據可被並列地讀出。在這種情況下，多個固態硬碟160可為NAND快閃記憶體、NOR快閃記憶體或揮發性存儲器中的任何一種。多個板(A、B、C、D)由控制信號(輸入控制信號或輸出控制信號)驅動。例如，當控制模塊130生成用於寫入數據的控制信號時，多個輸出板(A、B、C、D)中的至少一個按其所對應的輸出控制信號被驅動。與之相同，當控制模塊130生成用於讀取數據的控制信號時，多個板(A、B、C、D)中的至少一個，由其所對應的輸出控制信號來驅動。此外，多個板(A、 B、C、D)，可由固態硬碟160提供的輸入控制信號來驅動。但是，當輸入板或輸出板根據輸入控制信號或輸出控制信號被同時轉換時，會發生多種問題。例如，可能發生接地跳動(ground bouncing)、增加上升延遲或輪詢(polling) 延遲、增加電力消耗。因此，需要一種可控制輸出板或輸入板被同時轉換的技術。在這種情況下，根據本發明的一個實施例，磁碟接口模塊140包括同時轉換防止模塊141，其用於通過控制輸出控制信號或輸入控制信號來防止輸入板或輸出板被同時轉換。在這種情況下，同時轉換防止模塊141可被構建為硬體。特別是，同時轉換防止模塊141可通過將輸出控制信號或輸入控制信號適當地延遲，來防止板的同時轉換。此外，同時轉換防止模塊141可控制輸出控制信號或輸入控制信號，來使多個輸出板及多個輸入板中被同時轉換的板的個數低於事先設定的個數。在此，假定4個板(A、B、C、D)中被同時轉換的板的最大個數被限制為2個。在這種情況下，當4個板被同時啟用時，同時轉換防止模塊141可將對2個板所施加的控制信號適當地延遲。例如，同時轉換防止模塊141可將對2個板所施加的控制信號適當地延遲，使 2個板在下一時鐘被啟用。圖2是舉例示出輸出板或輸入板被同時轉換的例子的示圖。參照圖2，可知對輸出板或輸入板(A、B、C、D)所施加的輸出控制信號或輸入控制信號被同時轉換。即，可知所有輸出控制信號或輸入控制信號從tl至t2上升(rising)。如圖2所示，當所有輸出板或輸入板(A、B、C、D)被同時轉換時，會發生接地跳動 (ground bouncing)，並需要更多的電力。為應對這些情況，本發明可控制輸出控制信號或輸入控制信號，使所有輸出板或輸入板(A、B、C、D)互相在不同時間進行轉換，或只使事先設定的個數的板同時轉換。圖3是示出控制使所有輸出板或輸入板不同時轉換的例子的示圖。向輸入板或輸出板提供圖2中所示的輸入控制信號或輸出控制信號的情況，根據本發明的一個實施例的同時轉換防止模塊適當地控制輸入控制信號或輸出控制信號，來使所有輸入板或輸出板不同時轉換。以下，輸入控制信號或輸出控制信號被統稱為控制信號。參考圖3，以對板A所施加的控制信號為基準，對板B所施加的控制信號被延遲 t2-tl。此外，對板C所施加的控制信號被延遲t3-tl，對板D所施加的控制信號被延遲 t4-tl。因此，可知所有板不同時轉換。本發明的同時轉換防止模塊，可控制控制信號來使被同時轉換的板的個數低於事先設定的個數。例如，可適當地控制控制信號，來使4個的板中被同時轉換的板的個數為3個或2個以下。圖4是示出控制使被同時轉換的板的個數低於事先設定的個數的例子的示圖。參考圖4，當被同時轉換的板個數被限制為2個以下時，根據本發明的一個實施例，同時轉換防止模塊將板A、B所對應的控制信號照常執行，使板C、D所對應的控制信號延遲。因此，板C所對應的控制信號被延遲t2-tl，板D所對應的控制信號被延遲t3-tl。在此，對同時轉換的板的個數的限制可被多樣化的設定。圖5是示出根據環方式確認板是否被轉換的例子的示圖。參照圖5，本發明的同時轉化防止模塊按順序地確認板是被啟用(enable)還是不啟用(disenable) ο例如，假定被同時轉換的板的個數被限制為2個，所有板同時被啟用。在這種情況下，同時轉換防止模塊可按板A、B、C、D的順序判斷板是否被啟用。如果，板A、B被啟用，同時轉換防止模塊確認板C是否被啟用。如果板C也被啟用，那麼延遲板C所對應的控制信號，如果板D也被啟用，那麼延遲板D所對應的控制信號。再例如，假定被同時轉換的板的個數被限制為1個，且所有板同時被啟用。在這種情況下，同時轉換防止模塊將板B所對應的控制信號延遲b，將板C所對應的控制信號延遲 C。此外，還將板D所對應的控制信號延遲d。在此b、c、d互相為不同的值。以上對當頻道的個數為4個的情況進行了說明，本發明在頻道的個數為2個、4個、 8個、16個等多種情況下也可被應用。根據本發明的用於固態硬碟的控制器的操作方法，包括包含由計算機執行各種操作的程序指令的計算機可讀媒體。該媒體計算機可讀可包括獨立的或結合的程序指令、 數據文件、數據結構等。媒體和程序指令可專門為本發明的目的設計和創建，或為計算機軟體技術人員熟知而應用。計算機可讀媒體的例子包括磁媒體(magnetic media)，如硬碟、軟盤和磁帶；光學媒體(optical media)，如CD ROM、DVD ；磁光媒體(magneto-optical media)，如光碟(floptical disk)；和專門配置為存儲和執行程序指令的硬體設備，如只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)等。程序指令的例子，既包括機器代碼，如由編譯器產生的，也包括含有可由計算機使用解釋程序執行的更高級代碼的文件。所述硬體設備可配置為作為一個以上軟體模塊運行以執行上面所述的本發明的示例性實施例的操作，反之亦然。如上所示，本發明雖然已參照有限的實施例和附圖進行了說明，但是本發明並不局限於所述實施例，在本發明所屬領域中具備通常知識的人均可以從此記載中進行各種修改和變形。因此，本發明的範圍不受說明的實施例的局限或定義，而是由後附的權利要求範圍以及權利要求範圍等同內容定義。
權利要求
1.一種用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊，其生成用於讀取多個固態硬碟中所儲存的數據的控制信號；和磁碟接口模塊，其通過多個頻道與所述多個固態硬碟通信，並對所述控制信號作出應答來向所述多個頻道所對應的多個輸出板提供讀取信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述讀取信號中的至少一個。
2.如權利要求1所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，控制所述讀取信號中的至少一個，來使所述多個輸出板中被同時轉換的輸出板的個數低於事先設定的個數。
3.如權利要求2所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，按順序地判斷所述多個輸出板是否被同時轉換，來控制所述多個輸出板中被同時轉換的輸出板的個數。
4.如權利要求1所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，將所述讀取信號中的至少一個延遲。
5.如權利要求1所述的用於固態硬碟的控制器，其進一步包括主機接口模塊，其用於與主機通信來讀取所述多個固態硬碟中所存儲的數據。
6.如權利要求1所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述多個頻道互相獨立。
7.如權利要求1所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述多個固態硬碟為NAND快閃記憶體、 NOR快閃記憶體或揮發性存儲器中的一種。
8.一種用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊，其生成用於向多個固態硬碟寫入數據的控制信號；和磁碟接口模塊，其通過多個頻道與所述多個固態硬碟通信，並對所述控制信號作出應答來向所述多個頻道所對應的多個輸出板提供寫入信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述寫入信號中的至少一個。
9.如權利要求8所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，控制所述寫入信號中的至少一個來使所述多個輸出板中被同時轉換的輸出板的個數低於事先設定的個數。
10.一種用於固態硬碟的控制器，包括多個固態硬碟，其存儲數據；和磁碟接口模塊，其通過多個頻道，接收與所述多個固態硬碟中所存儲的數據相關的輸入控制信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其調節所述輸入控制信號中的至少一個來提供至所述多個頻道所對應的多個輸入板中。
11.一種用於固態硬碟的控制器，包括控制模塊，其讀取多個固態硬碟中所儲存的數據，並生成用於將數據寫入所述多個固態硬碟中的控制信號；和磁碟接口模塊，其對所述控制信號作出應答來向多個頻道所對應的多個輸出板提供輸出控制信號，並通過多個輸入板接收與所述多個固態硬碟中所存儲的數據相關的輸入控制信號，其中，所述磁碟接口模塊包括同時轉換防止模塊，其控制所述輸出控制信號或所述輸入控制信號中的至少一個。
12.如權利要求11所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，控制所述輸出控制信號或輸入控制信號中的至少一個，來使所述多個輸出板及所述多個輸入板中被同時轉換的板的個數低於事先設定的個數。
13.如權利要求11所述的用於固態硬碟的控制器，其中，所述同時轉換防止模塊，控制所述輸出控制信號或所述輸入控制信號中的至少一個，來變更所述多個輸出板及所述多個輸入板中至少一個板被轉換的時鐘。
全文摘要
本發明提供一種控制板(pad)的同時轉換的用於固態硬碟的控制器。用於固態硬碟的控制器，控制多個頻道中所對應的多個輸出板(input pad)或多個輸入板(output pad)的同時轉換。特別是，控制器適當地延遲由輸出板或輸入板驅動的信號，由此可減少向板提供的電力，不僅可維持信號的品質還可防止接地跳動(ground bouncing)。
文檔編號G06F12/00GK102292710SQ200980155507
公開日2011年12月21日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年1月29日
發明者金英官 申請人:韓商英得聯股份有限公司