本申請(qǐng)要求于2016年1月7日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2016-0002310號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)以及于2016年1月22日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2016-0008160號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，所述韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

本公開(kāi)的實(shí)施例涉及一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。更具體地講，本公開(kāi)涉及一種利用使用不同固件的控制器執(zhí)行固件的啟動(dòng)順序和下載順序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，并且涉及一種包括該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

存儲(chǔ)器裝置被用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并且被劃分為易失性存儲(chǔ)器裝置和非易失性存儲(chǔ)器裝置。閃存裝置是多個(gè)存儲(chǔ)器單元在單個(gè)程序操作中被擦除或編程的電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)的示例。

為了增加包括非易失性存儲(chǔ)器裝置(例如，閃存裝置)的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的容量，非易失性存儲(chǔ)器裝置的數(shù)量被增加。當(dāng)在驅(qū)動(dòng)器中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置的數(shù)量增加時(shí)，包括用于將邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的信息的映射表的容量(或大小)需要增加。然而，當(dāng)考慮存儲(chǔ)映射表的存儲(chǔ)器的容量和存儲(chǔ)器的處理速度時(shí)，非易失性存儲(chǔ)器裝置的數(shù)量不能被無(wú)限地增加。

縱向擴(kuò)展(scale-up)或橫向擴(kuò)展(scale-out)被用于提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(例如，數(shù)據(jù)服務(wù)器)的數(shù)據(jù)處理性能?？v向擴(kuò)展是通過(guò)增加數(shù)據(jù)服務(wù)器自身的容量來(lái)提高數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理性能的方法，并被稱(chēng)為垂直擴(kuò)展。橫向擴(kuò)展是通過(guò)增加連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)量來(lái)提高包括數(shù)據(jù)服務(wù)器的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能的方法，并被稱(chēng)為水平擴(kuò)展。

當(dāng)在具有橫向擴(kuò)展架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中非易失性存儲(chǔ)器裝置的數(shù)量增加時(shí)，非易失性存儲(chǔ)器裝置與控制非易失性存儲(chǔ)器裝置的控制器之間的接口的加載容量提高。結(jié)果，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)處理速度會(huì)減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，本公開(kāi)的示例性實(shí)施例針對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、第一易失性存儲(chǔ)器裝置、第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器以及被配置為控制第一易失性存儲(chǔ)器裝置和第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器并執(zhí)行第一固件的第一控制器。第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第二易失性存儲(chǔ)器裝置、第一非易失性存儲(chǔ)器裝置和第二控制器。第二控制器被配置為：控制第二易失性存儲(chǔ)器裝置和第一非易失性存儲(chǔ)器裝置，并執(zhí)行第二固件。第一控制器在由第二控制器完成第二固件的啟動(dòng)之后啟動(dòng)第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置還包括：電源管理集成電路，被配置為：在第二供應(yīng)點(diǎn)向第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器供應(yīng)第二操作電壓，并在第一供應(yīng)點(diǎn)向第一控制器供應(yīng)第一操作電壓。第二供應(yīng)點(diǎn)早于第一供應(yīng)點(diǎn)。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置包括第一塊和第二塊。第一塊被配置為存儲(chǔ)包括第二啟動(dòng)加載程序和第二固件的第二完整固件。第二塊被配置為存儲(chǔ)包括第一固件、第二啟動(dòng)加載程序和第二固件的第一完整固件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元。每個(gè)存儲(chǔ)器單元是二維存儲(chǔ)器單元或者三維存儲(chǔ)器單元。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第二控制器響應(yīng)于從第一控制器輸出的第一物理讀命令而將第二啟動(dòng)加載程序從第一塊加載到第二控制器。第二控制器使用第二啟動(dòng)加載程序?qū)⒌谝煌暾碳牡诙K發(fā)送到第一控制器。第二控制器還使用第二啟動(dòng)加載程序?qū)⒌诙碳牡谝粔K加載到第二控制器。第一完整固件的傳輸中涉及的命令是包括第一物理讀命令的第二物理讀命令。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第二控制器在不使用第二易失性存儲(chǔ)器裝置的情況下，將第二啟動(dòng)加載程序從第一塊加載到第二控制器。第二控制器使用第二啟動(dòng)加載程序來(lái)初始化第二易失性存儲(chǔ)器裝置。第二控制器還經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第一完整固件發(fā)送到第一控制器，并經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第二固件加載到第二控制器。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一控制器將從第二控制器發(fā)送的第一完整固件存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中。第一控制器還將其自身的操作模式從基于物理地址操作的物理模式改變到基于邏輯地址操作的邏輯模式。第一控制器將用于執(zhí)行第二固件的執(zhí)行命令發(fā)送到第二控制器。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第二控制器響應(yīng)于執(zhí)行命令來(lái)執(zhí)行第二固件，并將指示第二固件的執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器。第一控制器響應(yīng)于指示信號(hào)來(lái)加載在存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中的第一完整固件中包括的第一固件，并執(zhí)行第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，執(zhí)行第一固件的第一控制器將版本檢查命令發(fā)送到第二控制器。第二控制器響應(yīng)于版本檢查命令將第二固件的版本信息發(fā)送到第一控制器。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一控制器從連接到第一控制器的外部裝置接收包括第一固件、第二啟動(dòng)加載程序和第二固件的第一完整固件。第一控制器將第一完整固件存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中。第一控制器還將其自身的操作模式從基于物理地址操作的物理模式改變到基于邏輯地址操作的邏輯模式。第一控制器還使用第一邏輯命令將第二啟動(dòng)加載程序發(fā)送到第二控制器。第二控制器使用第二啟動(dòng)加載程序初始化第二易失性存儲(chǔ)器裝置。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一控制器使用第二邏輯命令將第二完整固件發(fā)送到第二控制器。第二完整固件包括第二啟動(dòng)加載程序和第二固件。第二控制器經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第二完整固件寫(xiě)入到第一非易失性存儲(chǔ)器裝置的第一塊。第一控制器使用第三邏輯命令將第一完整固件發(fā)送到第二控制器。第二控制器經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第一完整固件寫(xiě)入到第一非易失性存儲(chǔ)器裝置的第二塊。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一控制器將指示執(zhí)行第二固件的執(zhí)行命令發(fā)送到第二控制器。第二控制器響應(yīng)于執(zhí)行命令加載并執(zhí)行在存儲(chǔ)在第二易失性存儲(chǔ)器裝置中的第二完整固件中包括的第二固件，并且將指示第二固件被執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器。第一控制器響應(yīng)于指示信號(hào)來(lái)加載在存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中的第一完整固件中包括的第一固件，并執(zhí)行第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，外部裝置是主機(jī)或者第二橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。第二橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第三易失性存儲(chǔ)器裝置、第二非易失性存儲(chǔ)器裝置和第三控制器。第二非易失性存儲(chǔ)器裝置被配置為存儲(chǔ)第一完整固件。第三控制器被配置為控制第三易失性存儲(chǔ)器裝置和第二非易失性存儲(chǔ)器裝置。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一控制器包括第一通用輸入/輸出(gpio)引腳，第二控制器包括第二gpio引腳。第一gpio引腳分別與第二gpio引腳連接。第一控制器和第二控制器中的每一個(gè)控制器檢查第一gpio引腳中的一個(gè)引腳的狀態(tài)，并確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的操作模式是啟動(dòng)模式還是下載模式。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置包括第一塊和第二塊。第一塊被配置為存儲(chǔ)包括第二啟動(dòng)加載程序和第二固件的第二完整固件。第二塊被配置為存儲(chǔ)包括第一固件、第二啟動(dòng)加載程序和第二固件的第一完整固件。當(dāng)操作模式是啟動(dòng)模式時(shí)，第二控制器將在第二塊中存儲(chǔ)的第一完整固件發(fā)送到第一控制器，將在第一塊中存儲(chǔ)的第二固件加載到第二控制器，響應(yīng)于指示執(zhí)行第二固件的執(zhí)行命令來(lái)執(zhí)行第二固件，并將指示第二固件被執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器。第一控制器響應(yīng)于指示信號(hào)來(lái)下載在第一完整固件中包括的第一固件，并執(zhí)行第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置包括第一塊和第二塊。當(dāng)操作模式是下載模式時(shí)，第一控制器從連接到第一控制器的外部裝置接收第一完整固件。第一完整固件包括第一固件、第二啟動(dòng)加載程序和第二固件。第一控制器隨后將第一完整固件存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中，并將第二完整固件發(fā)送到第二控制器。第二完整固件包括第二啟動(dòng)加載程序和第二固件。第二控制器將第二完整固件寫(xiě)入到第一塊。第一控制器將第一完整固件發(fā)送到第二控制器。第二控制器隨后將第一完整固件寫(xiě)入到第二塊，響應(yīng)于從第一控制器輸出的用于指示執(zhí)行第二固件的執(zhí)行命令來(lái)執(zhí)行第二固件，并將指示第二固件被執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器。第一控制器響應(yīng)于指示信號(hào)來(lái)下載在存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置中的第一完整固件中包括的第一固件，并執(zhí)行第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，本公開(kāi)的示例性實(shí)施例針對(duì)一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括第一易失性存儲(chǔ)器裝置、多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器以及被配置為控制第一易失性存儲(chǔ)器裝置和所述多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第一控制器。每個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第二易失性存儲(chǔ)器裝置、非易失性存儲(chǔ)器裝置和第二控制器。第二控制器被配置為控制第二易失性存儲(chǔ)器裝置和非易失性存儲(chǔ)器裝置。第一控制器執(zhí)行第一固件。在每個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器中包括的第二控制器執(zhí)行第二固件。第一控制器在由在各個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器中包括的每個(gè)第二控制器執(zhí)行第二固件之后，執(zhí)行第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，本公開(kāi)的示例性實(shí)施例針對(duì)一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括主機(jī)和連接到主機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括第一易失性存儲(chǔ)器裝置、橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器和第一控制器。第一控制器被配置為：控制第一易失性存儲(chǔ)器裝置和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器，并執(zhí)行第一固件。橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第二易失性存儲(chǔ)器裝置、非易失性存儲(chǔ)器裝置和第二控制器。第二控制器被配置為：控制第二易失性存儲(chǔ)器裝置和非易失性存儲(chǔ)器裝置，并執(zhí)行第二固件。第一控制器在由第二控制器完成第二固件的啟動(dòng)之后，啟動(dòng)第一固件。

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，本公開(kāi)的示例性實(shí)施例針對(duì)一種集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。所述集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：第一易失性存儲(chǔ)器；橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器，包括第二易失性存儲(chǔ)器和第一非易失性存儲(chǔ)器；主第一控制器，執(zhí)行第一固件，并且被配置為控制第一易失性存儲(chǔ)器和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器，其中，橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器使用第二控制器來(lái)執(zhí)行第二固件，并且第二控制器被配置為控制第二易失性存儲(chǔ)器和第一非易失性存儲(chǔ)器，其中，主第一控制器在第二控制器完成啟動(dòng)第二固件之后，被協(xié)調(diào)用于啟動(dòng)第一固件。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，上面和其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖2是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的詳細(xì)框圖；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的圖2中示出的第一集群的框圖；

圖4是圖3中示出的第一橫向擴(kuò)展裝置的示意性示圖；

圖5是圖4中示出的第一橫向擴(kuò)展控制器的框圖；

圖6是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的上電時(shí)序(powersequence)的示圖；

圖7是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中的通用輸入/輸出(gpio)連接的示圖；

圖8是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的在圖1中示出的第一只讀存儲(chǔ)器(rom)中存儲(chǔ)的第一rom代碼的示圖；

圖9是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的在圖5中示出的第二rom中存儲(chǔ)的第二rom代碼的示圖；

圖10是在圖1中示出的存儲(chǔ)器集群的第一塊和第二塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的示圖；

圖11是第一主固件的影射的概念圖；

圖12和圖13是用于解釋圖1中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的啟動(dòng)順序的概念圖；

圖14和圖15是用于解釋圖1中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的固件下載順序的概念圖；

圖16a至圖16c是用于解釋消除多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器之間的固件差異的方法是概念圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在下文中參照示出實(shí)施例的附圖，更充分地描述本公開(kāi)的構(gòu)思。然而，本公開(kāi)的構(gòu)思可以以很多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不應(yīng)該被理解為受限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供了這些實(shí)施例使得本公開(kāi)將是徹底的和完整的，并將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地傳達(dá)本公開(kāi)的范圍。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，層和區(qū)域的大小和相對(duì)大小可被夸大。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。

將理解，當(dāng)元件被稱(chēng)為“連接”或“結(jié)合”到另一個(gè)元件時(shí)，該元件可直接連接或結(jié)合到另一個(gè)元件或者可存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)為“直接連接”或“直接結(jié)合”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。如在此使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意和全部組合，并且可縮寫(xiě)為“/”。

將理解，雖然在此可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件進(jìn)行區(qū)分。例如，在不脫離本公開(kāi)的教導(dǎo)的情況下，第一信號(hào)可被稱(chēng)為第二信號(hào)，相似地，第二信號(hào)可被稱(chēng)為第一信號(hào)。

在此使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述特定實(shí)施例的目的，并不意在限制權(quán)利要求的范圍。除非上下文另外明確指出，否則如在此使用的單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，說(shuō)明存在敘述的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

除非另有定義，否則在此使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本公開(kāi)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。還將理解，除非在此明確地這樣定義，否則術(shù)語(yǔ)(諸如，在通用字典中定義的術(shù)語(yǔ))應(yīng)被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文和/或本申請(qǐng)中它們的含義一致的含義，而將不被理想地或過(guò)于正式地解釋。

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的框圖。參照?qǐng)D1，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可包括主機(jī)200和經(jīng)由接口110與主機(jī)200傳送(發(fā)送和接收)信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300。當(dāng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300中包括的第一集群410具有圖3中所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可具有橫向擴(kuò)展構(gòu)架。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以是存儲(chǔ)器系統(tǒng)。

在一些實(shí)施例中，包括存儲(chǔ)器集群400的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可被實(shí)現(xiàn)為個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)、工作站、數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(idc)、直接連接存儲(chǔ)(das)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(san)、網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(nas)或移動(dòng)計(jì)算裝置；但是在此描述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)不限于這些示例。包括存儲(chǔ)器集群400的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以是智能汽車(chē)或汽車(chē)系統(tǒng)。

移動(dòng)計(jì)算裝置可以是膝上型計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、智能電話、平板pc、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、企業(yè)數(shù)字助理(eda)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、便攜式多媒體播放器(pmp)、多媒體裝置、個(gè)人導(dǎo)航裝置或便攜式導(dǎo)航裝置(pnd)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)裝置(mid)、可穿戴式計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)(iot)裝置、萬(wàn)聯(lián)網(wǎng)(ioe)裝置或者無(wú)人機(jī)。

接口110可以是串行高級(jí)技術(shù)附件(sata)接口、sata快速(satae)接口、sas(串行連接小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi))、外圍組件互連快速(pcie)接口、非易失性存儲(chǔ)器快速(nvme)接口、高級(jí)主機(jī)控制器接口(ahci)或者多媒體卡(mmc)接口，但是接口110不限于這些示例。接口110可發(fā)送電信號(hào)或光信號(hào)。

主機(jī)200可經(jīng)由接口110控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的數(shù)據(jù)處理操作(例如，寫(xiě)操作或讀操作)。主機(jī)200可以是主機(jī)控制器。主機(jī)200可將固件發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300。

中央處理單元(cpu)220和第一接口230可經(jīng)由傳輸介質(zhì)(例如，傳輸線或總線)210互相傳送信號(hào)。雖然在圖1中示出的實(shí)施例中，主機(jī)200包括傳輸介質(zhì)210、cpu220和第一接口230，但是在此描述的主機(jī)不限于當(dāng)前實(shí)施例。主機(jī)200可被實(shí)現(xiàn)為集成電路(ic)、主板、片上系統(tǒng)(soc)、應(yīng)用處理器(ap)、移動(dòng)ap、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器或者引擎控制單元(ecu)；但是在此描述的主機(jī)不限于這些示例。

例如，傳輸介質(zhì)210可被實(shí)現(xiàn)為高級(jí)微控制器總線架構(gòu)(amba)、高級(jí)高性能總線(ahb)、高級(jí)外圍總線(apb)、高級(jí)可擴(kuò)展接口(axi)、高級(jí)系統(tǒng)總線(asb)、axi一致性擴(kuò)展(ace)或者它們的組合，但是在此描述的傳輸介質(zhì)不限于這些示例。

cpu220可生成用于控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的寫(xiě)操作的寫(xiě)請(qǐng)求或者用于控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的讀操作的讀請(qǐng)求。寫(xiě)請(qǐng)求可包括寫(xiě)地址，讀請(qǐng)求可包括讀地址。cpu220可包括至少一個(gè)核。請(qǐng)求可以是命令。當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的固件時(shí)，cpu220可將固件發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300。

第一接口230可改變將被發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的信號(hào)的格式，并可通過(guò)接口110將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300。第一接口230還可改變從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300接收的信號(hào)的格式，并可通過(guò)傳輸介質(zhì)210將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到cpu220。第一接口230可包括發(fā)送和接收信號(hào)的收發(fā)器。第一接口230的結(jié)構(gòu)和操作可被配置為與接口110的結(jié)構(gòu)和操作兼容。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可包括主控制器310、(易失性)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)裝置360、電源管理ic(pmic)370和存儲(chǔ)器集群400。存儲(chǔ)器集群400可以是一組橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器裝置。存儲(chǔ)器集群400可包括橫向擴(kuò)展裝置和存儲(chǔ)器裝置。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可以是基于閃存的存儲(chǔ)器裝置，但不限于此。例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可被實(shí)現(xiàn)為固態(tài)驅(qū)動(dòng)器或固態(tài)盤(pán)(ssd)、嵌入式ssd(essd)、通用閃存(ufs)、mmc、嵌入式mmc(emmc)或管理型nand，但是在此描述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置不限于這些示例?；陂W存的存儲(chǔ)器裝置可以是nand型閃存裝置或nor型閃存裝置?？蛇x地，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可被實(shí)現(xiàn)為硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(hdd)、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(pram)裝置、磁阻ram(mram)裝置、自旋轉(zhuǎn)移扭矩mram(stt-mram)裝置、鐵電ram(fram)裝置或電阻ram(rram)裝置，但是在此描述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置不限于這些示例。

主控制器310可控制主機(jī)200、dram裝置360和存儲(chǔ)器集群400之間的信號(hào)的傳遞(或處理)。主控制器310可以以ic或soc來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可被稱(chēng)為第一控制器或ssd控制器。

主控制器310可包括傳輸介質(zhì)311、第一只讀存儲(chǔ)器(rom)315、第二接口320、cpu330、第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331、緩沖器控制器340和第三接口350。傳輸介質(zhì)(例如，傳輸線或總線)311可被實(shí)現(xiàn)為amba、ahb、apb、axi、asb、ace或它們的組合，但是在此描述的傳輸介質(zhì)不限于這些示例。

第一rom315可存儲(chǔ)主控制器310的操作所需的數(shù)據(jù)。第一rom315可存儲(chǔ)第一rom代碼。第一rom315可被實(shí)現(xiàn)為掩膜rom或串行nor閃存裝置。

第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331可存儲(chǔ)能夠被cpu330執(zhí)行的第一rom代碼或第一閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)代碼。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300啟動(dòng)時(shí)，可將第一rom代碼從第一rom315加載到第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331，并且可將第一ftl代碼從存儲(chǔ)器集群400加載到第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331。

第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331可被實(shí)現(xiàn)為ram、dram、靜態(tài)ram(sram)、緩沖器、緩沖器存儲(chǔ)器、高速緩存或緊耦合存儲(chǔ)器(tcm)，但是在此描述的存儲(chǔ)器裝置不限于這些示例。假設(shè)第一內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置331是第一tcm，并且第一tcm331被實(shí)現(xiàn)為sram。

第二接口320可改變將被發(fā)送到主機(jī)200的信號(hào)的格式，并且可通過(guò)接口110將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到主機(jī)200。第二接口320還可從主機(jī)200接收信號(hào)，改變信號(hào)的格式，并將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到cpu330和/或緩沖器控制器340。第二接口320可包括發(fā)送和接收信號(hào)的收發(fā)器。第二接口320可被用作主機(jī)接口。

第二接口320的結(jié)構(gòu)和操作可被配置為與接口110的結(jié)構(gòu)和操作兼容。第二接口320可以是sata接口、satae接口、sas、pcie接口、nvme接口、ahci、mmc接口、nand型閃存接口或nor型閃存接口，但是不限于此。

cpu330可通過(guò)傳輸介質(zhì)311來(lái)控制第一rom315、第一tcm331、第二接口320、緩沖器控制器340和第三接口350。cpu330可包括至少一個(gè)核。cpu330還可控制pmic370。

例如，當(dāng)cpu330被定義為包括第一cpu和第二cpu的集合性概念時(shí)，第一cpu可經(jīng)由第二接口320將信號(hào)發(fā)送到主機(jī)200并且從主機(jī)200接收信號(hào)，第二cpu可經(jīng)由第三接口350將信號(hào)發(fā)送到存儲(chǔ)器集群400并且從存儲(chǔ)器集群400接收信號(hào)。例如，第一cpu和第二cpu可形成多cpu(multi-cpu)。第一cpu可控制第二cpu，但是本公開(kāi)中描述的cpu不限于當(dāng)前實(shí)施例。

緩沖器控制器340可根據(jù)cpu330的控制或者cpu330中執(zhí)行的固件(例如，第一固件)的控制，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到dram裝置360或從dram裝置360讀取數(shù)據(jù)。緩沖器控制器340可被稱(chēng)為控制dram裝置360的寫(xiě)操作和讀操作的控制器或緩沖器管理器。

第三接口350可根據(jù)cpu330的控制或cpu330中執(zhí)行的固件(例如，第一rom代碼或第一固件)的控制，通過(guò)主通道cha、chb和chc中的一個(gè)來(lái)控制存儲(chǔ)器群集400的數(shù)據(jù)處理操作(例如，寫(xiě)操作或讀操作)。第三接口350可以是sata接口、satae接口、sas、pcie接口、nvme接口、ahci、mmc接口、nand型閃存接口或nor型閃存接口，但是不限于此。

第三接口350可包括糾錯(cuò)碼(ecc)引擎(未示出)。ecc引擎可校正將在存儲(chǔ)器集群400中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤或從存儲(chǔ)器集群400輸出的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在其他實(shí)施例中，ecc引擎可被實(shí)現(xiàn)在主控制器310的內(nèi)部的任意位置。

dram裝置360可根據(jù)緩沖器控制器340的控制，寫(xiě)入數(shù)據(jù)或讀取數(shù)據(jù)。dram裝置360可以是易失性存儲(chǔ)器裝置的實(shí)施例。dram裝置360可包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，第一區(qū)域存儲(chǔ)用于針對(duì)集群410、集群430和集群450的邏輯地址-物理地址轉(zhuǎn)換的映射表，第二區(qū)域用作為高速緩存，但是在此描述的dram裝置不限于當(dāng)前實(shí)施例。由cpu330執(zhí)行的第一ftl代碼可使用在第一區(qū)域中存儲(chǔ)的映射表，來(lái)執(zhí)行邏輯地址-物理地址轉(zhuǎn)換。

當(dāng)主控制器310和dram裝置360分別以不同的半導(dǎo)體芯片形成時(shí)，主控制器310和dram裝置360可被實(shí)現(xiàn)在單個(gè)封裝件(諸如，堆疊封裝(pop)結(jié)構(gòu)、多芯片封裝(mcp)結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)級(jí)封裝(sip)結(jié)構(gòu))中，但是在此描述的主控制器和dram裝置不限于這些示例。包括dram裝置360的第一半導(dǎo)體芯片(或封裝件)可使用堆疊球以堆疊在包括主控制器310的第二半導(dǎo)體芯片(或封裝件)上面。

pmic370可控制分別供應(yīng)給主控制器310、dram裝置360和存儲(chǔ)器集群400的操作電壓。供應(yīng)給主控制器310的第一操作電壓pw1、供應(yīng)給存儲(chǔ)器集群400的第二操作電壓pw2和供應(yīng)給dram裝置360的第三操作電壓pw3可以彼此相同或不同。

如圖6所示，第一操作電壓pw1的第一供應(yīng)點(diǎn)t1落后于第二操作電壓pw2的第二供應(yīng)點(diǎn)t2。換句話講，在兩個(gè)供應(yīng)點(diǎn)t2與t1之間存在時(shí)間差td。第二操作電壓pw2的上電時(shí)序領(lǐng)先于第一操作電壓pw1的上電時(shí)序。雖然在圖6中示出的實(shí)施例中，操作電壓pw1和操作電壓pw2具有相同的電平vl，但是在其他實(shí)施例中，它們可具有不同的電平。

存儲(chǔ)器集群400可包括多個(gè)集群410、430和450。第一集群410可連接到第一主通道cha，第二集群430可連接到第二主通道chb，第三集群450可連接到第三主通道chc。將參照?qǐng)D2至圖5詳細(xì)描述集群410、集群430和集群450中的每一個(gè)集群的結(jié)構(gòu)。集群410、集群430和集群450中的每一個(gè)集群可包括多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。集群410、集群430和集群450中的每一個(gè)集群可包括至少一個(gè)橫向擴(kuò)展裝置和多個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置。

主通道或通道可表示在主控制器310的第三接口350與集群410、集群430和集群450中的每一個(gè)集群之間存在的獨(dú)立的數(shù)據(jù)路徑。數(shù)據(jù)路徑可包括發(fā)送數(shù)據(jù)和/或控制信號(hào)的傳輸線。術(shù)語(yǔ)“路(way)”可表示非易失性存儲(chǔ)器裝置或者共享一個(gè)主通道或一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置的組。因此，多個(gè)路可連接到一個(gè)主通道或一個(gè)通道。非易失性存儲(chǔ)器裝置可表示裸片、存儲(chǔ)器裝置或存儲(chǔ)器封裝件。主控制器310可控制a個(gè)通道×b個(gè)路，其中，a和b是至少為1的自然數(shù)。

每一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置可包括存儲(chǔ)器單元陣列。存儲(chǔ)器單元陣列可包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元。存儲(chǔ)器單元陣列可包括二維(2d)存儲(chǔ)器單元陣列或三維(3d)存儲(chǔ)器單元陣列。每一個(gè)存儲(chǔ)器單元可以是2d存儲(chǔ)器單元或3d存儲(chǔ)器單元。

3d存儲(chǔ)器單元陣列被單片地形成在具有設(shè)置在硅基底之上的有源區(qū)域和與這些存儲(chǔ)單元的操作相關(guān)聯(lián)的電路的存儲(chǔ)器單元的陣列的一個(gè)或多個(gè)物理級(jí)中，不論這樣的相關(guān)聯(lián)的電路是在這樣的基底之上還是在這樣的基底之內(nèi)。術(shù)語(yǔ)“單片(monolithic)”表示陣列的每級(jí)的層被直接沉積在陣列的每個(gè)下面的級(jí)的層上。在實(shí)施例中，3d存儲(chǔ)器單元陣列包括垂直取向使得至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元位于另一存儲(chǔ)器單元的上方的垂直nand串。至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元可包括電荷俘獲層。通過(guò)引用合并于此的下面的專(zhuān)利文件描述用于三維存儲(chǔ)器陣列的合適的配置，其中，三維存儲(chǔ)器陣列被配置為具有在級(jí)之間共享的字線和/或位線的多個(gè)級(jí)：第7,679,133號(hào)、第8,553,466號(hào)、第8,654,587號(hào)、第8,559,235號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及公開(kāi)號(hào)為2011/0233648的美國(guó)專(zhuān)利。

圖2是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的詳細(xì)框圖；圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的圖2中示出的第一集群410的框圖。

圖2中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可具有橫向擴(kuò)展架構(gòu)，但是本公開(kāi)中描述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置不限于當(dāng)前實(shí)施例。第一集群410可包括多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器或橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器裝置。第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器可包括第一橫向擴(kuò)展裝置416-1和第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1。第k橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器可包括第k橫向擴(kuò)展裝置416-k和第k非易失性存儲(chǔ)器裝置組gpk。其他的集群430和集群450中的每一個(gè)集群的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與第一集群410的結(jié)構(gòu)相同或相似；將省略其他的集群430和集群450的詳細(xì)的描述。

由于結(jié)構(gòu)和操作在集群410、集群430和集群450中實(shí)質(zhì)上相同或相似，因此將代表性地描述圖3中示出的第一集群410的結(jié)構(gòu)和操作。

第一集群410可包括橫向擴(kuò)展裝置416-1至416-k(其中，“k”是至少為3的自然數(shù))和非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1至gpk。橫向擴(kuò)展裝置416-1至416-k可分別包括橫向擴(kuò)展控制器415-1至415-k，并且分別包括易失性存儲(chǔ)器裝置417-1至417-k。雖然在圖3中示出多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器，但是在其他實(shí)施例中，第一集群410可包括一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器或更多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。另外，在主控制器310被認(rèn)為是第一控制器的實(shí)施例中，橫向擴(kuò)展控制器415-1可被認(rèn)為是第二控制器。

第一橫向擴(kuò)展控制器415-1可連接到第一主通道cha、通道ch11至ch1m(其中，“m”是至少為2的自然數(shù))和第一易失性存儲(chǔ)器裝置417-1。多個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand可連接到通道ch11至ch1m中的每一個(gè)通道。例如，非易失性存儲(chǔ)器裝置nand可以是nand型閃存裝置或管理型nand閃存裝置，但不限于此。

第一橫向擴(kuò)展控制器415-1可通過(guò)通道ch11至ch1m來(lái)控制非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的操作。主控制器310可控制第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的操作。

第一易失性存儲(chǔ)器裝置417-1可包括第一區(qū)域，用于存儲(chǔ)與連接到通道ch11至ch1m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand相關(guān)的邏輯地址-物理地址映射信息(或映射表)。第一易失性存儲(chǔ)器裝置417-1還可包括第二區(qū)域(或高速緩存區(qū)域)，用于臨時(shí)存儲(chǔ)以下數(shù)據(jù)：將被寫(xiě)入到連接到通道ch11至ch1m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的數(shù)據(jù)，或者從連接到通道ch11至ch1m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand輸出的數(shù)據(jù)。

第二橫向擴(kuò)展控制器415-2可連接到第一主通道cha、通道ch21至ch2m以及第二易失性存儲(chǔ)器裝置417-2。多個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand可連接到通道ch21至ch2m中的每一個(gè)通道。第一橫向擴(kuò)展控制器415-2可通過(guò)通道ch21至ch2m，來(lái)控制非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的操作。主控制器310可控制第二橫向擴(kuò)展控制器415-2的操作。

第二易失性存儲(chǔ)器裝置417-2可包括第一區(qū)域，用于存儲(chǔ)與連接到通道ch21至ch2m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand相關(guān)的邏輯地址-物理地址映射信息(或映射表)。第二易失性存儲(chǔ)器裝置417-2還可包括第二區(qū)域(或高速緩存區(qū)域)，用于臨時(shí)存儲(chǔ)以下數(shù)據(jù)：將被寫(xiě)入到連接到通道ch21至ch2m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的數(shù)據(jù)，或者從連接到通道ch21至ch2m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand輸出的數(shù)據(jù)。

第k橫向擴(kuò)展控制器415-k可連接到第一主通道cha、通道chk1至chkm以及第k易失性存儲(chǔ)器裝置417-k。多個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand可連接到通道chk1至chkm中的每一個(gè)通道。第k橫向擴(kuò)展控制器415-k可通過(guò)通道chk1至chkm，來(lái)控制非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的操作。主控制器310可控制第k橫向擴(kuò)展控制器415-k的操作。

第k易失性存儲(chǔ)器裝置417-k可包括第一區(qū)域，用于存儲(chǔ)與連接到通道chk1至chkm中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand相關(guān)的邏輯地址-物理地址映射信息(或映射表)。第k易失性存儲(chǔ)器裝置417-k還可包括第二區(qū)域(或高速緩存區(qū)域)，用于臨時(shí)存儲(chǔ)以下數(shù)據(jù)：將被寫(xiě)入到連接到通道chk1至chkm中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的數(shù)據(jù)，或者從連接到通道chk1至chkm中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand輸出的數(shù)據(jù)。

易失性存儲(chǔ)器裝置417-1至417-k中的每一個(gè)易失性存儲(chǔ)器裝置可以是緩沖器或者緩沖器存儲(chǔ)器，并且可使用ram、sram或dram來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在此描述的易失性存儲(chǔ)器裝置不限于當(dāng)前實(shí)施例。雖然在圖3中示出的實(shí)施例中非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1至gpk包括彼此相同的通道，但是在非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1至gpk中，通道的數(shù)量可以是不同的。

圖4是圖3中示出的第一橫向擴(kuò)展裝置416-1的示意性示圖。圖5是圖4中示出的第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的框圖。參照?qǐng)D1至圖5，結(jié)構(gòu)和操作在橫向擴(kuò)展控制器415-1至415-k中實(shí)質(zhì)上相同或相似，因此，將代表性地描述第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的結(jié)構(gòu)和操作。

第一橫向擴(kuò)展控制器415-1可控制在主控制器310、第一易失性存儲(chǔ)器裝置417-1以及第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand之間傳遞的數(shù)據(jù)的傳輸。第一橫向擴(kuò)展控制器415-1可被實(shí)現(xiàn)為ic或soc。

第一橫向擴(kuò)展控制器415-1可包括傳輸介質(zhì)420、第四接口421、cpu423-1、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2、第二rom425、緩沖器控制器427以及第五接口429。傳輸介質(zhì)(例如，傳輸線或總線)420可被實(shí)現(xiàn)為amba、ahb、apb、axi、asb、ace或它們的組合，但是在此描述的傳輸介質(zhì)不限于這些示例。

第四接口421可改變將被發(fā)送到主控制器310的信號(hào)的格式，并可通過(guò)第一主通道cha將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到主控制器310。第四接口421還可從主控制器310接收信號(hào)，改變信號(hào)的格式，并且將具有改變的格式的信號(hào)發(fā)送到cpu423-1和/或緩沖控制器427。第四接口421可包括發(fā)送和接收信號(hào)的收發(fā)器。

第四接口421的結(jié)構(gòu)和操作可被配置為與第三接口350的結(jié)構(gòu)和操作兼容。第四接口421可以是sata接口、satae接口、sas、pcie接口、nvme接口、ahci、mmc接口、nand型閃存接口或nor型閃存接口，但不限于此。第四接口421可連接到通道(或主通道)或路。

cpu423-1可控制第四接口421、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2、第二rom425、緩沖器控制器427以及第五接口429。cpu423-1可包括至少一個(gè)核。當(dāng)cpu423-1包括第三cpu和第四cpu時(shí)，第三cpu可經(jīng)由第四接口421與第三接口350傳送數(shù)據(jù)，第四cpu可經(jīng)由第五接口429與連接到通道ch11至ch1m中的每一個(gè)通道的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand傳送數(shù)據(jù)。

第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2可存儲(chǔ)第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的操作所需的數(shù)據(jù)或者從通過(guò)第一橫向擴(kuò)展控制器415-1執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理操作(例如，寫(xiě)操作或讀操作)生成的數(shù)據(jù)。第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2可存儲(chǔ)能夠由cpu423-1執(zhí)行的第二ftl代碼或第二rom代碼。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300啟動(dòng)時(shí)，第二ftl代碼可從存儲(chǔ)器集群400加載到第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2，第二rom代碼可從第二rom425加載到第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2。第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2可被實(shí)現(xiàn)為ram、dram、sram、緩沖器、緩沖器存儲(chǔ)器、高速緩存或tcm，但是在本公開(kāi)中描述的內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置不限于這些示例。假設(shè)第二內(nèi)部存儲(chǔ)器裝置423-2是第二tcm，并且第二tcm被實(shí)現(xiàn)為sram。

第二rom425可存儲(chǔ)第二rom代碼。第二rom425可被實(shí)現(xiàn)為掩模rom或串行nor閃存裝置。

緩沖器控制器427可根據(jù)cpu423-1的控制或在cpu423-1中執(zhí)行的固件(例如，第二固件)的控制，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到第一dram裝置417-1或者從第一dram裝置417-1讀取數(shù)據(jù)。緩沖器控制器427可被稱(chēng)為控制第一dram裝置417-1的寫(xiě)操作和讀操作的控制器或緩沖器管理器。

第五接口429可根據(jù)cpu423-1的控制或者在cpu423-1中執(zhí)行的固件(例如，第二固件)的控制，通過(guò)通道ch11至ch1m中的一個(gè)通道來(lái)控制非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的數(shù)據(jù)處理操作。

參照?qǐng)D4和圖5，多個(gè)通道ch11至ch1m可被連接到第五接口429。第五接口429可以是sata接口、satae接口、sas、pcie接口、nvme接口、ahci、mmc接口、nand型閃存接口或nor型閃存接口，但不限于此。

第一dram裝置417-1可包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，第一區(qū)域存儲(chǔ)用于針對(duì)在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的邏輯地址-物理地址轉(zhuǎn)換的映射表，第二區(qū)域用作為高速緩存，但是在本公開(kāi)中描述的dram裝置不限于當(dāng)前實(shí)施例。由cpu423-1執(zhí)行的第二ftl代碼可使用在第一區(qū)域中存儲(chǔ)的映射表，來(lái)執(zhí)行邏輯地址-物理地址轉(zhuǎn)換。

圖6是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的上電時(shí)序的示圖。參照?qǐng)D1至圖6，供應(yīng)給存儲(chǔ)器集群400的第二操作電壓pw2的上電時(shí)序比供應(yīng)給主控制器310的操作電壓pw1的上電時(shí)序早。因此，根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300及其操作方法控制主控制器310的第一固件的啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)間(或執(zhí)行時(shí)間)比存儲(chǔ)器集群400的第二固件的啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)間(或執(zhí)行時(shí)間)晚。即，例如，pmic370能夠控制并協(xié)調(diào)分別供應(yīng)給主控制器310、dram裝置360和存儲(chǔ)器集群400的操作電壓，使得在第一固件被(第一)主控制器310啟動(dòng)之前，第二固件被橫向擴(kuò)展裝置所特有的(第二)橫向擴(kuò)展控制器415-1啟動(dòng)。

圖7是圖1中示出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300中的通用輸入/輸出(gpio)連接的示圖。參照?qǐng)D1和圖7，主控制器310包括第一gpio引腳301；在存儲(chǔ)器集群400中包括的橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510、橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器520、橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器530和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540中的每一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第二gpio引腳401。第一gpio引腳301分別與第二gpio引腳401連接。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可根據(jù)第一gpio引腳301之中的一個(gè)引腳302如何設(shè)置，來(lái)執(zhí)行正常啟動(dòng)模式或下載模式。例如，當(dāng)高電平的信號(hào)輸入到引腳302時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可執(zhí)行下載模式。當(dāng)沒(méi)有信號(hào)輸入到引腳302時(shí)，即，當(dāng)引腳302是開(kāi)路或浮置時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可執(zhí)行正常啟動(dòng)模式?？蓪?duì)確定正常啟動(dòng)模式或下載模式的方法進(jìn)行各種改變。

每一個(gè)控制器310或控制器415-1可檢查第一gpio引腳301之中的一個(gè)引腳302的狀態(tài)，并確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的操作模式是正常啟動(dòng)模式還是下載模式。

圖8是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的圖1示出的在第一rom315中存儲(chǔ)的第一rom代碼rom_code1的示圖。參照?qǐng)D1和圖8，第一rom315可存儲(chǔ)第一rom代碼rom_code1。第一rom代碼rom_code1可包括針對(duì)物理命令的第一代碼pcode和針對(duì)邏輯命令的第二代碼lcode。第一rom代碼rom_code1可在啟動(dòng)時(shí)被復(fù)制到或加載到第一tcm331。代碼pcode和代碼lcode中的每一代碼可以是微碼。

圖9是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的在圖5中示出的第二rom425中存儲(chǔ)的第二rom代碼rom_code2的示圖。參照?qǐng)D5和圖9，第二rom425可存儲(chǔ)第二rom代碼rom_code2。第二rom代碼rom_code2可包括代碼code。代碼code可以是針對(duì)物理命令和/或邏輯命令的微碼。

圖10是在圖1中示出的存儲(chǔ)器集群的第一塊和第二塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的示圖。參照?qǐng)D10，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1可包括第一塊block#0和第二塊block#1。可通過(guò)在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand中的至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand，來(lái)定義第一塊block#0和第二塊block#1中的每一個(gè)。第一塊block#0和第二塊block#1可包括在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置中，或分別被包括在不同的非易失性存儲(chǔ)器裝置中。

第一塊block#0可包括或存儲(chǔ)在第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器中執(zhí)行的第二完整固件(full-firmware)sef，其中，第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第一橫向擴(kuò)展裝置416-1和第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1。第二完整固件sef可包括第二頭header2、第二啟動(dòng)加載程序(bootloader)bl2和第二固件mf2。第二頭header2可包括關(guān)于第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2的信息。

第二塊block#1可包括或存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300中執(zhí)行的第一完整固件ef。第一完整固件ef可包括第一頭header1、第一啟動(dòng)加載程序bl1、第一固件mf1、第二頭header2、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2。在其他實(shí)施例中，第一完整固件ef可不包括第一啟動(dòng)加載程序bl1。第一頭header1可包括關(guān)于第一啟動(dòng)加載程序bl1和第一固件mf1的信息。第一固件mf1可以是第一主固件，第二固件mf2可以是第二主固件。

圖11是第一主固件mf1的影射(shadowing)的概念圖。參照?qǐng)D1和圖11，影射可表示復(fù)制或加載。當(dāng)cpu330包括四個(gè)核330-1至330-4時(shí)，需要四個(gè)tcm331-1至331-4。換句話講，需要與在cpu330或cpu423-1中包括的核一樣多的tcm。

例如，在dram裝置360中存儲(chǔ)的第一固件mf1可被劃分成四個(gè)部分mf1-1至mf1-4，其中，四個(gè)部分mf1-1至mf1-4可從dram裝置360分別影射、復(fù)制或者加載到四個(gè)tcm331-1至331-4?？煞謩e通過(guò)四個(gè)核330-1至330-4同時(shí)或并行地執(zhí)行已被分別影射到四個(gè)tcm331-1至331-4的四個(gè)部分mf1-1至mf1-4。

圖12和圖13是用于解釋圖1中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的啟動(dòng)順序的概念圖。參照?qǐng)D1至圖13，將供應(yīng)給在第一集群410中包括的第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第二操作電壓(或第二電力)pw2協(xié)調(diào)并控制為早于供應(yīng)給第一主控制器(以下，稱(chēng)為“ssd控制器”)310的第一操作電壓(或第一電力)pw1進(jìn)行上電。

當(dāng)?shù)诙僮麟妷簆w2被完全供應(yīng)給第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，在操作s110中，在第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的第二rom425中存儲(chǔ)的第二rom代碼rom_code2被復(fù)制到可被cpu423-1訪問(wèn)的第二tcm423-2。此后，當(dāng)?shù)谝徊僮麟妷簆w1被完全供應(yīng)給ssd控制器310時(shí)，在操作s112中，在ssd控制器310的第一rom315中存儲(chǔ)的第一rom代碼rom_code1被復(fù)制到可被cpu330訪問(wèn)的第一tcm331。

在操作s114中，復(fù)制到第一tcm331的第一rom代碼rom_code1檢查ssd控制器310的第一gpio引腳301的狀態(tài)，在操作s116中，復(fù)制到第二tcm423-2的第二rom代碼rom_code2檢查第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第二gpio引腳401的狀態(tài)。假設(shè)第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器是圖7中示出的第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510。當(dāng)假設(shè)第一gpio引腳301之中的引腳302是開(kāi)路時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300在正常啟動(dòng)模式下進(jìn)行操作。

如圖8所示，在ssd控制器310的第一rom315中存儲(chǔ)的第一rom代碼rom_code1可包括針對(duì)物理命令的第一代碼pcode和針對(duì)邏輯命令的第二代碼lcode。如圖9所示，在第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的第二rom425中存儲(chǔ)的第二rom代碼rom_code2可包括代碼code。

在操作s118中，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1初始化第二接口320(即，主機(jī)接口)和dram裝置360。在操作s120中，為了配置第三接口350的元件，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1的第一代碼pcode被下載到第三接口350。第三接口350使用第一代碼pcode配置元件(或組件)以處理物理命令。第三接口350的元件可被配置為處理物理命令。

在操作s122中，在第一橫向擴(kuò)展控制器415-1中執(zhí)行的第二rom代碼rom_code2初始化至少一個(gè)接口421和/或接口429。在操作s124中，在第二rom代碼rom_code2中包括的代碼code被下載到至少一個(gè)接口421和/或接口429，使得至少一個(gè)接口421和/或接口429能夠處理物理命令。至少一個(gè)接口421和/或接口429使用代碼code配置其自身的元件以處理物理命令。

在操作s126中，第一rom代碼rom_code1將第一物理讀命令prcmd1和狀態(tài)命令scmd發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1，其中，第一物理讀命令prcmd1用于將ssd控制器310所需的第一完整固件ef從在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand下載到dram裝置360，狀態(tài)命令scmd用于檢查“就緒(ready)”和“忙(busy)”。在操作s128中，第二rom代碼rom_code2響應(yīng)于第一物理讀命令prcmd1，將第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的操作狀態(tài)設(shè)置為“忙”。

在操作s130中，第二rom代碼rom_code2響應(yīng)于第一物理讀命令prcmd1來(lái)讀取在由包括在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第一塊block#0中存儲(chǔ)的第二啟動(dòng)加載程序bl2，并將第二啟動(dòng)加載程序bl2復(fù)制或加載到第二tcm423-2。在第二啟動(dòng)加載程序bl2被復(fù)制到第二tcm423-2之后，在操作s132中，第二rom代碼rom_code2跳轉(zhuǎn)到第二啟動(dòng)加載程序bl2，使得第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行。

第二啟動(dòng)加載程序bl2在操作s134中初始化第一dram裝置417-1，并且在操作s136中在全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段中設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行的狀態(tài)。換句話講，在操作s136中，全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段的狀態(tài)信息被設(shè)置為第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行的第二啟動(dòng)加載程序狀態(tài)。在操作s138中，第二啟動(dòng)加載程序bl2初始化第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。

以預(yù)定的大小(例如，16kb)將第一完整固件ef發(fā)送到ssd控制器310，直到第一完整固件ef被完全發(fā)送，其中，第一完整固件ef包括存儲(chǔ)在由包括在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第二塊block#1中的第一頭header1、第一啟動(dòng)加載程序bl1(在其他實(shí)施例中可不存在)、第一固件mf1、第二頭header2、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2。

例如，第一完整固件ef在被復(fù)制到第一dram裝置417-1之后根據(jù)第二啟動(dòng)加載程序bl2的控制以預(yù)定的大小(例如，16kb)被發(fā)送到ssd控制器310。例如，當(dāng)在操作s140中第二啟動(dòng)加載程序bl2響應(yīng)于第一物理讀命令prcmd1將在第一dram裝置417-1中存儲(chǔ)的第一完整固件ef的第一部分ef1-1發(fā)送到ssd控制器310時(shí)，第一rom代碼rom_code1將第一部分ef1-1存儲(chǔ)在dram裝置360中。

在操作s142中，第一rom代碼rom_code1將第二物理讀命令prcmd2和狀態(tài)命令scmd發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。當(dāng)在操作s144中第二啟動(dòng)加載程序bl2響應(yīng)于第二物理讀命令prcmd2將在第一dram裝置417-1中存儲(chǔ)的第一完整固件ef的第二部分ef1-2發(fā)送到ssd控制器310時(shí)，第一rom代碼rom_code1將第二部分ef1-2存儲(chǔ)在dram裝置360中。

當(dāng)?shù)谝煌暾碳f被劃分成“m”個(gè)單元時(shí)，在操作s146中第一rom代碼rom_code1將第m物理讀命令prcmdm和狀態(tài)命令scmd發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。當(dāng)在操作s148中第二啟動(dòng)加載程序bl2響應(yīng)于第m物理讀命令prcmdm將在第一dram裝置417-1中存儲(chǔ)的第一完整固件ef的第m部分ef1-m發(fā)送到ssd控制器310時(shí)，第一rom代碼rom_code1將第m部分ef1-m存儲(chǔ)在dram裝置360中。通過(guò)上述操作s126至s148，將第一完整固件ef加載到dram裝置360。

在以預(yù)定的大小(例如，16kb)將第一完整固件ef從第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第一dram裝置417-1發(fā)送到dram裝置360的同時(shí)，在操作s150中，通過(guò)第一dram裝置417-1將在由包括在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第一塊block#0中存儲(chǔ)的第二固件mf2加載到第二tcm423-2。

在其他實(shí)施例中，在通過(guò)操作s126至s148將第一完整固件ef加載到dram裝置360之后，可在操作s150中通過(guò)第一dram裝置417-1將在第一塊block#0中存儲(chǔ)的第二固件mf2加載到第二tcm423-2。

當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，在操作s152中，將第一啟動(dòng)加載程序bl1從dram裝置360復(fù)制到第一tcm331。然而，當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef不包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，不執(zhí)行操作s152。

當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，第一啟動(dòng)加載程序bl1執(zhí)行操作s154、操作s156、操作s158和操作s166。當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef不包括第一引導(dǎo)加載程序bl1時(shí)，加載到ssd控制器310的第一tcm331的第一rom代碼rom_code1執(zhí)行操作s154、操作s156、操作s158和操作s166。

在操作s154中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將模式從物理模式改變到邏輯模式。物理模式基于物理地址來(lái)操作；邏輯模式基于邏輯地址來(lái)操作。因此，物理命令是包括物理地址的命令(例如，寫(xiě)命令或讀命令)；邏輯命令是包括邏輯地址的命令(例如，寫(xiě)命令或讀命令)。

在操作s156中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將第二代碼lcode下載到第三接口350。在操作s156中，第三接口350被設(shè)置為使用第二代碼lcode來(lái)處理邏輯命令。

在操作s158中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將啟動(dòng)命令(即，用于執(zhí)行第二固件mf2的執(zhí)行命令)發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。在操作s160中，第二啟動(dòng)加載程序bl2響應(yīng)于用于執(zhí)行第二固件mf2的執(zhí)行命令而跳轉(zhuǎn)到第二固件mf2。因此，第二固件mf2被啟動(dòng)或被執(zhí)行。

在操作s162中，第二固件mf2可在全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段中設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為第二啟動(dòng)加載程序mf2被執(zhí)行的狀態(tài)。換句話講，在操作s162中，全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段的狀態(tài)信息被設(shè)置為第二固件mf2被執(zhí)行的第二固件狀態(tài)。

為了檢查第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的狀態(tài)是否已經(jīng)從第二啟動(dòng)加載程序狀態(tài)改變到第二固件狀態(tài)，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1在操作s164中讀取全局狀態(tài)寄存器gsr。在操作s164中，第二固件mf2可響應(yīng)于從第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1發(fā)送的命令，將全局狀態(tài)寄存器gsr發(fā)送到ssd控制器310。在操作s166中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1檢查在全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段中包括的信息，并將第一固件mf1從dram裝置360復(fù)制到第一tcm331。

在第一固件mf1被復(fù)制到第一tcm331之后，在操作s168中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1跳轉(zhuǎn)到第一固件mf1。例如，當(dāng)如圖11所示，cpu330包括多個(gè)核330-1至330-4并且與核330-1至核330-4分別對(duì)應(yīng)的tcm331-1至tcm331-4存在于ssd控制器310中時(shí)，在操作s166中，第一固件mf1的部分mf1-1至mf1-4可被分別加載到tcm331-1至tcm331-4。

因此，通過(guò)分別加載到tcm331-1至tcm331-4的部分mf1-1至部分mf1-4同時(shí)激活核330-1至核330-4，即，在操作s170中，通過(guò)cpu330執(zhí)行第一固件mf1。例如，第一核330-1可執(zhí)行加載到tcm331-1的第一部分mf1-1；第二核330-2可執(zhí)行加載到tcm331-2的第二部分mf1-2；第三核330-3可執(zhí)行加載到tcm331-3的第三部分mf1-3；第四核330-4可執(zhí)行加載到tcm331-4的第四部分mf1-4。部分mf1-1至部分mf1-4可具有彼此相同的大小或不同的大小。

在操作s172中，由核330-1至核330-4中的一個(gè)核(例如，330-1)執(zhí)行的第一固件mf1的第一部分mf1-1可檢查第一固件mf1的版本和/或第二固件mf2的版本。在操作s174中，第一固件mf1的第一部分mf1-1將從第一橫向擴(kuò)展控制器415-1接收的全局狀態(tài)寄存器gsr發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。在操作s176中，在第一橫向擴(kuò)展控制器415-1中執(zhí)行的第二固件mf2將其自身的版本信息寫(xiě)入到全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段中。在操作s178中，第二固件mf2將包括版本信息的全局狀態(tài)寄存器gsr，發(fā)送到ssd控制器310。換句話講，在操作s178中，第一固件mf1的第一部分mf1-1接收已被第二固件mf2修改的全局狀態(tài)寄存器gsr，。全局狀態(tài)寄存器gsr或gsr，可表示數(shù)據(jù)。

ssd控制器310比第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器更晚啟動(dòng)。雖然已經(jīng)參照?qǐng)D1至圖13描述了包括ssd控制器310和單個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的啟動(dòng)順序，但是本公開(kāi)的教導(dǎo)也可被應(yīng)用于包括ssd控制器310和多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300的啟動(dòng)順序。換句話講，在全部橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器被啟動(dòng)之后，ssd控制器310可被啟動(dòng)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300包括第一易失性存儲(chǔ)器裝置360、第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器和第一控制器310。第一控制器310控制第一易失性存儲(chǔ)器裝置360和第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器并且執(zhí)行第一固件mf1。第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器可包括第二易失性存儲(chǔ)器裝置、第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1和第二控制器415-1。第二控制器415-1控制第二易失性存儲(chǔ)器裝置和第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1并且執(zhí)行第二固件mf2。第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1可被定義為包括至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器裝置nand的集合性概念。在通過(guò)第二控制器415-1完成第二固件mf2的啟動(dòng)(或執(zhí)行)之后，第一控制器310執(zhí)行第一固件mf1的啟動(dòng)(或執(zhí)行)。

如圖6所示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300還包括pmic370，其中，pmic370在第二供應(yīng)點(diǎn)t2向第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器供應(yīng)第二操作電壓pw2，并且在第一供應(yīng)點(diǎn)t1向第一控制器310供應(yīng)第一操作電壓pw1。第二供應(yīng)點(diǎn)t2早于第一供應(yīng)點(diǎn)t1。

如圖10所示，第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1包括第一塊block#0和第二塊block#1，其中，第一塊block#0存儲(chǔ)包括第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2的第二完整固件sef，第二塊block#1存儲(chǔ)包括第一固件mf1、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2的第一完整固件ef。

在操作s130中，第二控制器415-1響應(yīng)于從第一控制器310輸出的第一物理讀命令prcmd1，將第二啟動(dòng)加載程序bl2從第一塊block#0加載到第二控制器415-1；在操作s140、操作s144和操作s148中，第二控制器415-1使用第二啟動(dòng)加載程序bl2將第一完整固件ef從第二塊block#1發(fā)送到第一控制器310；并且在操作s150中，第二控制器415-1使用第二啟動(dòng)加載程序bl2將第二固件mf2從第一塊block#0加載到第二控制器415-1。第一固件ef的傳輸中涉及的命令是包括第一物理讀命令prcmd1的第二物理讀命令prcmd1至prcmdm。

在操作s130中，第二控制器415-1在沒(méi)有使用或經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置的情況下，將第二啟動(dòng)加載程序bl2從第一塊block#0下載到第二控制器415-1；在操作s134中，第二控制器415-1使用第二啟動(dòng)加載程序bl2來(lái)初始化第二易失性存儲(chǔ)器裝置；在操作s140、操作s144和操作s148中，第二控制器415-1經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第一完整固件ef發(fā)送到第一控制器310；并且在操作s150中，第二控制器415-1經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第二固件mf2下載到第二控制器415-1。

第一控制器310將從第二控制器415-1發(fā)送的第一完整固件ef存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置360中，在操作s154中將其自身的操作模式從基于物理地址操作的物理模式改變到基于邏輯地址操作的邏輯模式，并且在操作s158中將用于執(zhí)行第二固件mf2的執(zhí)行命令發(fā)送到第二控制器415-1。

在操作s160中，第二控制器415-1響應(yīng)于執(zhí)行命令來(lái)執(zhí)行第二固件mf2，在操作s164中，第二控制器415-1將指示第二固件mf2的執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器310，并且在操作s166中，第一控制器310響應(yīng)于指示信號(hào)將在存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置360中的第一完整固件ef中包括的第一固件mf1加載到第一控制器310。

第一控制器310在操作s170中執(zhí)行第一固件mf1并在操作s174中將版本檢查命令發(fā)送到第二控制器415-1。在操作s178中，第二控制器415-1響應(yīng)于版本檢查命令將第二固件mf2的版本信息發(fā)送到第一控制器310。

圖14和圖15是用于解釋圖1中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的固件下載順序的概念圖。參照?qǐng)D1至圖11、圖14和圖15，如圖6所示，在第一操作電壓(或第一電力)pw1被供應(yīng)給ssd控制器310之前，第二操作電壓(或第二電力)pw2被供應(yīng)給給在第一集群410中包括的第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。

當(dāng)?shù)诙僮麟妷簆w2被完全供應(yīng)給第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，在操作s210中，在第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第一橫向擴(kuò)展控制器415-1的第二rom425中存儲(chǔ)的第二rom代碼rom_code2可被復(fù)制到能夠被cpu423-1訪問(wèn)的第二tcm423-2。此后，當(dāng)?shù)谝徊僮麟妷簆w1被完全供應(yīng)給ssd控制器310時(shí)，在操作s212中，在ssd控制器310的第一rom315中存儲(chǔ)的第一rom代碼rom_code1被復(fù)制到能夠被cpu330訪問(wèn)的第一tcm331。

在操作s214中，復(fù)制到第一tcm331的第一rom代碼rom_code1檢查ssd控制器310的第一gpio引腳301，在操作s216中，復(fù)制到第二tcm423-2的第二rom代碼rom_code2檢查第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第二gpio引腳401。假設(shè)第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器是圖7中示出的第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510。當(dāng)假設(shè)高電平的信號(hào)被施加到第一gpio引腳301之中的一個(gè)引腳302時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300在下載模式下進(jìn)行操作。

在操作s218中，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1初始化第二接口320(即，主機(jī)接口)和dram裝置360。在操作s220中，第一rom代碼rom_code1的第一代碼pcode被下載到第三接口350。第三接口350被配置為使用第一代碼pcode來(lái)處理物理命令。

在操作s222中，主機(jī)200可通過(guò)接口110將參照?qǐng)D10描述的第一完整固件ef發(fā)送到ssd控制器310。在操作s224中，第一rom代碼rom_code1可將第一完整固件ef存儲(chǔ)在dram裝置360中。

當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，第一rom代碼rom_code1可在操作s226中將第一啟動(dòng)加載程序bl1從dram裝置360復(fù)制(或加載)或者影射到第一tcm331。當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，第一啟動(dòng)加載程序bl1可執(zhí)行操作s228、操作s230、操作s232、操作s246、操作s250、操作s254和操作s266。然而，當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件ef不包括第一啟動(dòng)加載程序bl1時(shí)，第一rom代碼rom_code1可執(zhí)行操作s228、操作s230、操作s232、操作s246、操作s250、操作s254和操作s266。

在操作s228中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將ssd控制器310的操作模式從物理模式改變到邏輯模式。在操作s230中，第一rom代碼rom_code1的第二代碼lcode被下載到第三接口350。第三接口350被配置為使用第二代碼lcode來(lái)處理邏輯命令。

如上所述，物理模式允許物理命令被執(zhí)行或被處理；邏輯模式允許邏輯命令被執(zhí)行或被處理。物理命令基于物理地址，邏輯命令基于邏輯地址。

第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將邏輯命令發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。例如，在操作s232中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將第二頭header2和第二啟動(dòng)加載程序bl2發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。

在操作s234中，在第一橫向擴(kuò)展控制器415-1中執(zhí)行的第二rom代碼rom_code2將第二啟動(dòng)加載程序bl2直接或立即存儲(chǔ)在第二tcm423-2中。換句話講，由于第一dram裝置417-1未被初始化，因此第二rom代碼rom_code2在沒(méi)有使用或經(jīng)由第一dram裝置417-1的情況下將第二啟動(dòng)加載程序bl2直接或立即存儲(chǔ)在第二tcm423-2中。在操作s236中，第二rom代碼rom_code2跳轉(zhuǎn)到第二啟動(dòng)加載程序bl2。因此，在操作s238中，第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行。

第二啟動(dòng)加載程序bl2在操作s240中初始化第一dram裝置417-1，并在全局裝置寄存器gsr的狀態(tài)字段中設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行的狀態(tài)。換句話講，在操作s242中，全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段的狀態(tài)信息被設(shè)置為第二啟動(dòng)加載程序bl2被執(zhí)行的第二啟動(dòng)加載程序狀態(tài)。在操作s244中，第二啟動(dòng)加載程序bl2初始化將在第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器中被初始化的元件。

在操作s246中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將第二完整固件sef和第二完整固件sef的存儲(chǔ)中涉及的邏輯命令發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。如圖10所示，第二完整固件sef包括第二頭header2、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2。在操作s248中，第二啟動(dòng)加載程序bl2將第二完整固件sef存儲(chǔ)在第一dram裝置417-1中，并且將在第一dram裝置417-1中存儲(chǔ)的第二完整固件sef寫(xiě)入(或編程)到由在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第一塊block#0。

在操作s250中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將第一完整固件ef和在第一完整固件ef的存儲(chǔ)中涉及的邏輯命令發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。如圖10所示，第一完整固件ef包括第一頭header1、第一啟動(dòng)加載程序bl1(在其他實(shí)施例中可不存在)、第一固件mf1、第二頭header2、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2。在操作s252中，第二啟動(dòng)加載程序bl2將第一完整固件ef存儲(chǔ)在第一dram裝置417-1中，并且將在第一dram裝置417-1中存儲(chǔ)的第一完整固件ef寫(xiě)入(或編程)到由在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第二塊block#1。

在操作s254中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將用于執(zhí)行第二固件mf2的命令發(fā)送到第一橫向擴(kuò)展控制器415-1。在操作s256中，第二啟動(dòng)加載程序bl2響應(yīng)于用于執(zhí)行第二固件mf2的命令，將第二固件mf2從第一dram裝置417-1復(fù)制到第二tcm423-2。術(shù)語(yǔ)“復(fù)制”可具有與術(shù)語(yǔ)“影射”的含義相同的含義。

當(dāng)?shù)诙碳f2被復(fù)制到第二tcm423-2時(shí)，第二啟動(dòng)加載程序bl2在操作s258中跳轉(zhuǎn)到第二固件mf2。因此，在操作s260中，第二固件mf2被執(zhí)行。第二固件mf2在全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段中設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為第二固件mf2被執(zhí)行的狀態(tài)。換句話講，在操作s262中，全局狀態(tài)寄存器gsr的狀態(tài)字段的狀態(tài)信息被設(shè)置為第二固件mf2被執(zhí)行的第二固件狀態(tài)。

在操作s264中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1從第一橫向擴(kuò)展控制器415-1讀取全局狀態(tài)寄存器gsr。全局狀態(tài)寄存器gsr可包括存儲(chǔ)狀態(tài)信息的狀態(tài)信息區(qū)域和存儲(chǔ)版本信息的版本信息區(qū)域。

在讀取全局狀態(tài)寄存器gsr之后，在操作s266中，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1將第一固件mf1從dram裝置360復(fù)制到能夠被cpu330訪問(wèn)的第一tcm331。當(dāng)如圖11所示，cpu330包括多個(gè)核330-1至330-4并且與核330-1至核330-4分別對(duì)應(yīng)的tcm331-3至tcm331-4存在于ssd控制器310中時(shí)，在操作s266中，第一固件mf1的部分mf1-1至部分mf1-4被分別加載到tcm331-1至tcm331-4。

在第一固件mf1從dram裝置360復(fù)制到第一tcm331之后，第一啟動(dòng)加載程序bl1或第一rom代碼rom_code1在操作s268中跳轉(zhuǎn)到第一固件mf1。因此，通過(guò)分別加載到tcm331-1至tcm331-4的部分mf1-1至部分mf1-4同時(shí)激活核330-1至核330-4。換句話講，在操作s270中，通過(guò)cpu330執(zhí)行第一固件mf1。

ssd控制器310的第一固件mf1比第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第二固件mf2更晚執(zhí)行。ssd控制器330的第一固件mf1可晚于第一橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的第二固件mf2被寫(xiě)入到非易失性存儲(chǔ)器裝置nand。

雖然已經(jīng)參照?qǐng)D14和圖15描述了包括ssd控制器310和單個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的下載順序，但是本公開(kāi)的教導(dǎo)也可被應(yīng)用于包括ssd控制器310和多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的下載順序。換句話講，僅在每個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器中執(zhí)行針對(duì)每個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件之后，針對(duì)ssd控制器310的固件可被執(zhí)行。

第一控制器310在操作s222中從連接到第一控制器310的外部裝置接收包括第一固件mf1、第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2的第一完整固件ef，并且在操作s224中將第一完整固件存儲(chǔ)在第一易失性存儲(chǔ)器裝置360中。

第一控制器310在操作s228中將第一控制器310的操作模式從基于物理地址操作的物理模式改變到基于邏輯地址操作的邏輯模式，并且在操作s232中使用第一邏輯命令將第二頭header2和第二啟動(dòng)加載程序bl2發(fā)送到第二控制器415-1。在操作s240中，第二控制器415-1使用第二啟動(dòng)加載程序bl2來(lái)初始化第二易失性存儲(chǔ)器裝置。

在操作s246中，第一控制器310使用第二邏輯命令將包括第二啟動(dòng)加載程序bl2和第二固件mf2的第二完整固件sef發(fā)送到第二控制器415-1。在操作s248中，第二控制器415-1經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第二完整固件sef寫(xiě)入到第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1的第一塊block#0。

第一控制器310在操作s250中使用第三邏輯命令將第一完整固件ef發(fā)送到第二控制器415-1。第二控制器415-1在操作s252中經(jīng)由第二易失性存儲(chǔ)器裝置將第一完整固件ef寫(xiě)入到第一非易失性存儲(chǔ)器裝置gp1的第二塊block#1。

第一控制器310在操作s254中將指示第二固件mf2的執(zhí)行的執(zhí)行命令發(fā)送到第二控制器415-1。第二控制器415-1在操作s256至操作s260中響應(yīng)于執(zhí)行命令，下載并執(zhí)行在存儲(chǔ)在第二易失性存儲(chǔ)器裝置417-1中的第二完整固件sef中包括的第二固件mf2，并且在操作s264中將指示第二固件mf2被執(zhí)行的指示信號(hào)發(fā)送到第一控制器310。第一控制器310在操作s266中響應(yīng)于指示信號(hào)將在第一完整固件ef中包括的第一固件mf1從第一易失性存儲(chǔ)器裝置360下載到第一控制器310，并且在操作s270中執(zhí)行第一固件mf1。

外部裝置是主機(jī)200或者第二橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器。第二橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器包括第三易失性存儲(chǔ)器裝置、存儲(chǔ)第一完整固件ef的第二非易失性存儲(chǔ)器裝置gp2以及控制第三易失性存儲(chǔ)器裝置和第二非易失性存儲(chǔ)器裝置gp2的第三控制器。換句話講，當(dāng)外部裝置是主機(jī)200時(shí)，主機(jī)200在操作s222中將第一完整固件ef發(fā)送到第一控制器310。

圖16a至圖16c是用于解釋消除多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器之間的固件差異的方法的概念圖。將參照?qǐng)D1至圖16c來(lái)描述消除多個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器之間的固件差異的方法。

橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540中的每一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器可包括橫向擴(kuò)展裝置和多個(gè)非易失性存儲(chǔ)裝置。橫向擴(kuò)展裝置的結(jié)構(gòu)與參照?qǐng)D3至圖5描述的橫向擴(kuò)展裝置416-1的結(jié)構(gòu)相同；非易失性存儲(chǔ)器裝置與在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中包括的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand相同。

在通過(guò)ssd控制器310更新或下載針對(duì)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540中的每一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件的同時(shí)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300中可能發(fā)生突然停電(spo)。例如，如圖16a所示，在針對(duì)四個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至540中的兩個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510和520中的每一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件從第一版本ver1改變到第二版本ver2的同時(shí)，針對(duì)其他兩個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器530和540中的每一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件保持在第一版本ver1。換句話講，橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540的固件版本彼此不一致。

當(dāng)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540的固件版本彼此不同時(shí)，根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300可使用針對(duì)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540中的一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件，允許橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540具有相同版本的固件。

詳細(xì)地，如上面參照?qǐng)D12至圖15所述，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1可在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置300被恢復(fù)到正常狀態(tài)之后，從橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510、520、530和540中的一個(gè)接收或讀取針對(duì)ssd控制器310的固件和針對(duì)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至540中的一個(gè)橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器的固件。例如，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1可接收或讀取在由包括在第一非易失性存儲(chǔ)器裝置組gp1中的非易失性存儲(chǔ)器裝置nand定義的第二塊block#1中存儲(chǔ)的第一完整固件。

在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1可將第一完整固件存儲(chǔ)在dram裝置360中。當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件包括第一啟動(dòng)加載程序時(shí)，第一啟動(dòng)加載程序執(zhí)行上面參照?qǐng)D14和圖15描述的操作s228、操作s230、操作s232、操作s246、操作s250、操作s254和操作s266。當(dāng)下載到dram裝置360的第一完整固件不包括第一啟動(dòng)加載程序時(shí)，在ssd控制器310中執(zhí)行的第一rom代碼rom_code1執(zhí)行操作s228、操作s230、操作s232、操作s246、操作s250、操作s254和操作s266。

操作s228、操作s230、操作s232、操作s246、操作s250、操作s254和操作s266可被用于圖16b和圖16c中示出的消除固件差異的方法。其結(jié)果是，ssd控制器310和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540具有相同的固件的最優(yōu)版本。

參照?qǐng)D16b，ssd控制器310可使用橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510的固件的版本vera(＝ver2)，而允許ssd控制器310和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540具有相同版本的固件。參照?qǐng)D16c，ssd控制器310可使用橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540的固件的版本vera(＝ver1)，允許ssd控制器310和橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器510至橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)器540具有相同版本的固件。

如上所述，根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，包括使用不同版本的固件的控制器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)協(xié)調(diào)并控制固件的啟動(dòng)順序和下載順序，從而同步控制器之中的固件并且允許控制器具有相同版本的固件。

在此描述的存儲(chǔ)器是能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和可執(zhí)行指令的有形的存儲(chǔ)介質(zhì)，并且在時(shí)間指令被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的期間，存儲(chǔ)器是非暫時(shí)性的。如在此使用的術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性的”不被解釋為狀態(tài)的永恒特性，而應(yīng)被解釋為將持續(xù)一段時(shí)間的狀態(tài)的特性。術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性的”明確否定轉(zhuǎn)瞬即逝的特性，諸如，特定的載波或信號(hào)或僅在任意位置任意時(shí)間短暫存在的其他形式的特性。在此描述的存儲(chǔ)器是制造的物品和/或機(jī)器組件。在此描述的存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，計(jì)算機(jī)能夠從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)和可執(zhí)行指令。

雖然參照本構(gòu)思的示例性實(shí)施例具體示出并描述了在此描述的本構(gòu)思，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。