一種適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟設計及其裝置的製作方法
2023-10-08 23:39:19 1
專利名稱：一種適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟設計及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明為一微型外設互聯速捷(mini PCIe)固態硬碟的設計方式，其利用分離的模塊器件來提高存儲容量及數據存取速度並且降低產品庫存管理的成本。
背景技術：
現有微型夕卜設互聯速捷(mini Peripheral ComponentInterconnect express,間稱mini PCIe)固態磁碟儲存裝置，均是將快閃記憶體內存組件(Flash Memory Chips)利用表面黏著技術(SMT)與控制器單元及電源線路組件連接在同一塊印刷電路板上，但由於mini PCI express的額定印刷電路板的尺寸限制，無法有效提高快閃記憶體內存組件的數量，而使得儲存裝置無法達到高容量的需求。因此，為改善上述缺陷，發明人乃集思廣益，反覆研究與驗證，始發明出本案的『適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟裝置』。
發明內容
本案發明的技術手段主要是將快閃記憶體內存陣列及相關線路與主控制器及接口線路分開布局於不同的印刷電路板上，最後利用印刷電路板連接器(Board to Board Connector)將此分離的電路板相連接，便形成一個完整的mini PCIe接口的固態儲存磁碟 (SSD，Solid State Disk)。由於mini PCIe標準對產品大小有相關規範，因此利用本案的設計方式，可以充分利用空間，達到符合長寬面積限制內的最大快閃記憶體內存組件的電路安排， 不但大幅增加存儲容量，同時也完成了 4通道(4-Charmel)的快閃記憶體內存接口設計，大幅提高了小型模塊化固態磁碟(D0M，Disk On Module)的數據讀寫的傳輸速度，同時利用本案的設計方式也提供了更有效率的生產測試效率。為達成前述目的，本發明提出一種適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟裝置，其主要由下列組件所構成一載板；一存儲模板；一連接裝置；一內存控制器；以及一內存組件；其中載板與存儲模板均為印刷電路板，且其上皆布局有相關的電子電路，並使該內存控制器布局於該載板上，而內存組件則布局於該存儲模板上，載板與存儲模板則經由連接裝置相連接而形成完整電路；該裝置並具有下列特徵載板的一端形成一金手指結構，提供微型外設互聯速捷訊號的連結及必要的電源電力傳輸，並可嵌入於標準微型外設互聯速捷的連接插槽中；同時於該載板的另一端形成貫穿孔以提供裝置的固定者。
圖1是本發明的電子電路設計方塊圖；以及圖2是本發明的mini PCIe接口固態磁碟模塊產品設計示意圖。主要組件符號說明mini PCIe 接口 100
主機總線轉換器110快閃記憶體內存控制器112電源線路114內存訊號連接裝置120內存組件陣列130mini PCIe接口固態磁碟模塊產品200載板210存儲模板220mini PCIe 接口 211螺絲孔212存儲模板凸出物221開口結構 222內存訊號連接裝置300
具體實施例方式本發明的具體內容說明如下。首先請先參考圖1的系統方塊圖。圖1所示為本發明電子電路設計方塊圖，其中100為mini PCIe接口，110為一個主機總線轉換器，其內置有一快閃記憶體內存控制器112及電源線路114，110連接一內存訊號連接裝置120，其與內存組件陣列130相連接。其中的mini PCIe接口 100與主機總線轉換器100布局形成一印刷電路板而成為載板(Carrier Board)，而內存組件陣列130單獨布局形成另一個印刷電路板而成為存儲模板(Memory Board)，載板與存儲模板之間，透過一個內存訊號連接裝置120將兩者的線路相連接，而形成一個完整的固態磁碟電路。請再參考圖2，如圖200所示即為本發明mini PCIe接口固態磁碟模塊產品的設計，其中包括載板210、存儲模板220、mini PCIe接口 211、內存訊號連接裝置300以及存儲模板凸出物221，該凸出物是由印刷電路板所形成，其目的是要於印刷電路板一端的兩側形成開口結構222，以利於外部螺絲通過開口結構222與載板210上的螺絲孔212相結合而將固態磁碟模塊200固鎖於系統的主板(Main Board)上。而利用此凸出物221，可以將內存訊號連接裝置300布局其上，以充分利用印刷電路板上有限的空間，而存儲模板220上大部分空間將放置內存組件，以設計出最大的內存密度固態磁碟產品。因為若將內存訊號連接裝置300置放於存儲模板220的其它地方，將會因為快閃記憶體存儲晶片固有的封裝(lockage) 結構而形成不必要的機構幹涉，而必須捨棄部分快閃記憶體存儲晶片，因此無法達到最高的晶片布局數量，大大降低了存儲容量。除非加大存儲模板220的印刷電路板尺寸以納入足夠的快閃記憶體存儲晶片，但是這又將會逾越mini PCIe標準對器件長寬的規範要求，而不是一個較佳的解決方案。因此本發明將內存訊號連接裝置300布局在凸出物221上，實為一個最佳的設計方法。利用本發明分離式的mini PCIe固態磁碟模塊設計，不但可以達到最大的內存容量，在生產測試時也因為有獨立的存儲模板220設計，因此可以針對存儲模板220 獨立完成對內存晶片的出廠測試並規劃適當的內存信息，例如壞死區塊管理(Bad BlockManagement)。而這種對存儲晶片掃描測試將佔用絕大部分的時間，且測試時間也將隨著存儲容量的增加而增加，因此與主控制器載板210分離測試，便可以對固態磁碟進行多任務作業的測試流程規劃，而提高固態磁碟的整體生產測試效能。尤有甚者，對於目前多數的PCIe多晶片系統整合方案，其必須使用一個PCIe橋接晶片，透過IDE/SATA訊號，搭配一個內存控制晶片來完成控制電路，而這種方式往往需要在固態磁碟上布局額外的IDE或 SATA相關電路以配合生產時的內存生產測試工作，然而生產測試完畢後，此部分的電路便閒置無用，形成資源的浪費。而本發明的分離式設計，僅需將IDE或SATA相關電路布局於生產測試治具上便可以對存儲模板220進行生產測試，大幅降低了固態磁碟的控制電路複雜度與物料成本。而在庫存管理上，採用本發明的方式，可以對載板與存儲模板分開製造並對兩者針對不同客戶的需求作不同的安全庫存管理，大幅降低了生產廠商對價格敏感的內存組件庫存的壓力，此乃因載板的設計固定，並不因存儲容量的不同而需要不同的設計，因此只要搭配適當的存儲模板，便可生產出貨。也由於載板的通用性大，以往針對不同容量的產品，例如256MB、512MB、1GB、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB、64GB 等，各需要一定額度的安全庫存情況下，庫存的資金居高不下，若調降庫存又必須面對原物料準備不及的生產交貨風險。 而利用本發明分離式設計的產品，只需對載板作少量的庫存管理，雖然存儲模板依然維持相同庫存額度，然其成本已因不含控制器晶片等載板電路組件而大幅下降，因此整體降低了存貨資金積壓的額度。另一方面，對於不願承擔內存庫存跌價損失的小型規模製造商而言，已往接單才備料生產的風險壓力，也因載板的低跌價損失特性，使小型廠商可以開始對低風險的載板單獨進行安全庫存的管理，提高如期交貨的達標率，而降低了整體原物料採購及產品生產交易的風險。綜上所陳，本發明無論就目的、手段與功效，在顯示其迥異於現有技術特徵，且其首先發明適於實用，也符合發明的專利要件，懇請貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。
權利要求
1.一種適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟裝置，其主要由下列組件所構成一載板； 一存儲模板； 一連接裝置； 一內存控制器；以及一內存組件；其中的載板與存儲模板均為印刷電路板，且其上皆布局有相關的電子電路，並使該內存控制器布局於該載板上，而內存組件則布局於該存儲模板上，載板與存儲模板則經由連接裝置相連接而形成完整電路；該裝置並具有下列特徵載板的一端形成一金手指結構， 提供微型外設互聯速捷訊號的連結及必要的電源電力傳輸，並可嵌入於標準微型外設互聯速捷的連接插槽中；同時於該載板的另一端形成貫穿孔以提供裝置的固定者。
2.如權利要求1所述的固態儲存硬碟裝置，其中的內存組件由至少一個非易失性內存所組成。
3.如權利要求2所述的固態儲存硬碟裝置，其中的非易失性內存為快閃記憶體內存。
4.如權利要求1所述的固態儲存硬碟裝置，其中的存儲模板進一步於其一端形成一凸出物，該凸出物上布局有該連接裝置。
5.如權利要求4所述的固態儲存硬碟裝置，其中的凸出物是由印刷電路板所形成，並且當該存儲模板與載板相連接後，該凸出物兩側可以容納外部螺絲通過而與載板的貫穿孔相固鎖。
全文摘要
本發明公開了一種適用於微型外設互聯速捷接口的固態儲存硬碟設計方法及其裝置。所謂的微型外設互聯速捷也就是慣稱的mini PCIe(mini Peripheral Component Interconnect express)標準，本發明利用模塊化的快閃記憶體內存(Flash Memory)模塊，將mini PCI Express儲存裝置的結構區分成兩個組件，以提高存儲容量，同時簡化產品的生產流程，降低生產及庫存管理成本，並提高產品的生產質量。
文檔編號G11C7/10GK102262897SQ20101019413
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者嚴聖舜, 王慶彬 申請人:多利吉科技股份有限公司