非易失性隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種非易失性隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]NVDIMM(Non-Volatile Dual In-line Memory Module，非易失性雙列直插式存儲(chǔ)模塊)是在DIMM(Dual Inline Memory Modules，即雙列直插式存儲(chǔ)模塊)的基礎(chǔ)上演化而來的，其屬于一種集成了 DRAM (Dynamic Random Access Memory，S卩動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和非易失性內(nèi)存芯片的內(nèi)存條規(guī)格。NVDIMM作為一種能夠兼具傳統(tǒng)內(nèi)存的高速訪問帶寬，同時(shí)能夠在掉電時(shí)保存數(shù)據(jù)兩種特性的新型存儲(chǔ)設(shè)備，正逐漸受到云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心以及高性能服務(wù)器等應(yīng)用領(lǐng)域的重視。但目前的NVDIMM方案均采用NAND Flash (NAND閃存)作為非易失存儲(chǔ)介質(zhì)，但NAND Flash的種類較多，需要配備糾錯(cuò)引擎，以及接口界面沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得其可靠性和通用性較差。因此，在NVDIMM上應(yīng)用NAND Flash作為非易失存儲(chǔ)介質(zhì)還存在兼容性、可靠性以及可維護(hù)性等方面的問題。
[0003]因此，本發(fā)明希望提出一種改進(jìn)的技術(shù)方案來克服上述技術(shù)問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種非易失性隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置，用于為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供非易失內(nèi)存。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)裝置，其包括:存儲(chǔ)器接口，其與外部控制器電性相連；存儲(chǔ)控制器，其通過第一總線與所述存儲(chǔ)器接口相連；易失性存儲(chǔ)陣列，其通過第二總線與所述存儲(chǔ)控制器相連，其包括有多個(gè)易失性存儲(chǔ)單元，每個(gè)易失性存儲(chǔ)單元為易失性存儲(chǔ)器；和非易失性存儲(chǔ)陣列，其通過第三總線與所述存儲(chǔ)控制器相連，其包括有多個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元，每個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元為非易失性存儲(chǔ)器。
[0006]進(jìn)一步的，所述非易失性存儲(chǔ)單元的接口滿足如下接口標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè):SD卡接口標(biāo)準(zhǔn)、MMC卡接口標(biāo)準(zhǔn)、CF卡接口標(biāo)準(zhǔn)和UFS接口標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]進(jìn)一步的，所述易失性存儲(chǔ)單元為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，所述第一總線為DMM總線，所述存儲(chǔ)器接口為DMM接口，第二總線為易失性存儲(chǔ)陣列總線，第三總線為非易失性存儲(chǔ)陣列總線，所述DIMM接口插入DIMM插槽中以與所述外部控制器相連。
[0008]進(jìn)一步的，所述易失性存儲(chǔ)陣列為所述易失性存儲(chǔ)單元形成的一維陣列，二維陣列或三維陣列，每個(gè)易失性存儲(chǔ)單元具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和時(shí)鐘總線，各個(gè)易失性存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和時(shí)鐘總線匯集形成第二總線，所述非易失性存儲(chǔ)陣列為所述非易失性存儲(chǔ)單元形成的一維陣列，二維陣列或三維陣列，每個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線、命令總線和時(shí)鐘總線，各個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)總線、命令總線和時(shí)鐘總線匯集形成第三總線。
[0009]進(jìn)一步的，每個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元包括與第三總線相連的主控制器以及與所述主控制器相連的閃存。
[0010]進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)控制器包括存儲(chǔ)處理模塊、易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊以及非易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊，所述存儲(chǔ)處理模塊接收第一總線的命令，接收或發(fā)送第一總線的數(shù)據(jù)，同時(shí)向易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊或非易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊發(fā)送相應(yīng)控制指令，以及收發(fā)相應(yīng)數(shù)據(jù)，所述易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊對(duì)所述易失性存儲(chǔ)陣列進(jìn)行讀寫操作，所述非易失性存儲(chǔ)陣列控制模塊對(duì)所述非易失性存儲(chǔ)陣列進(jìn)行讀寫操作。
[0011]進(jìn)一步的，所述易失性存儲(chǔ)陣列包括有數(shù)據(jù)緩存區(qū)，所述非易失性存儲(chǔ)陣列包括與所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的非易失性存儲(chǔ)區(qū)，所述外部控制器能夠訪問所述非易失性存儲(chǔ)區(qū)，在所述外部控制器寫入數(shù)據(jù)到所述非易失性存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，被寫入的數(shù)據(jù)先緩存至所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，之后再由所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)中被拷貝至所述非易失性存儲(chǔ)陣列中的非易失性存儲(chǔ)區(qū)。
[0012]進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)控制器中包括執(zhí)行狀態(tài)機(jī)、執(zhí)行隊(duì)列，所述存儲(chǔ)裝置中還包括位掩碼表以及地址映射表，所述位掩碼表包括有多個(gè)位，每個(gè)位對(duì)應(yīng)所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)塊，所述位掩碼表中對(duì)應(yīng)所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)的一個(gè)位為有效時(shí)，則表示其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)塊中有待轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)，在該位為無效時(shí)，則表示其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)塊中無待轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)，所述地址映射表用來記錄有多條地址映射記錄，每條地址映射記錄包括待寫入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的臨時(shí)源地址以及其在所述非易失性存儲(chǔ)區(qū)的目標(biāo)地址。
[0013]進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)控制器接收到寫入數(shù)據(jù)到所述非易失性存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的命令；執(zhí)行狀態(tài)機(jī)在位掩碼表中查找所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的無待轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)塊；當(dāng)找到無待轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)塊后，執(zhí)行狀態(tài)機(jī)在地址映射表建立一條地址映射記錄，該地址映射記錄中包括待寫入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩存區(qū)的臨時(shí)源地址以及在非易失性存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的目標(biāo)地址；將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩存區(qū)的臨時(shí)源地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)塊，并將所述位掩碼表的對(duì)應(yīng)位置為有效；執(zhí)行狀態(tài)機(jī)生成一條寫命令，將寫入到數(shù)據(jù)緩存區(qū)的臨時(shí)源地址內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到非易失性存儲(chǔ)區(qū)的目的地址中，并將命令壓入執(zhí)行隊(duì)列；執(zhí)行隊(duì)列中的命令則由執(zhí)行狀態(tài)機(jī)依次執(zhí)行。
[0014]進(jìn)一步的，所述執(zhí)行狀態(tài)機(jī)每執(zhí)行完一條命令，則將地址映射表中的對(duì)應(yīng)地址映射記錄刪除，還將位掩碼表中的對(duì)應(yīng)位設(shè)置為無效，當(dāng)?shù)谝豢偩€收到讀所述非易失性存儲(chǔ)區(qū)的訪問命令時(shí)，執(zhí)行狀態(tài)機(jī)根據(jù)訪問命令的目標(biāo)地址，查詢地址映射表，若地址映射表中存在目標(biāo)地址，則基于地址映射表從數(shù)據(jù)緩存區(qū)的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)塊中讀取數(shù)據(jù)；若地址映射表中不存在該目標(biāo)地址，則直接從非易失性存儲(chǔ)區(qū)的目標(biāo)地址讀取數(shù)據(jù)。
[0015]進(jìn)一步的，在關(guān)機(jī)或者異常掉電時(shí)，存儲(chǔ)控制器會(huì)將數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的有效數(shù)據(jù)一次性寫入非易失性存儲(chǔ)區(qū)的對(duì)應(yīng)地址。
[0016]進(jìn)一步的，所述易失性存儲(chǔ)陣列還包括有易失性存儲(chǔ)區(qū)，所述外部存儲(chǔ)器通過所述存儲(chǔ)控制器訪問所述易失性存儲(chǔ)區(qū)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置采用了標(biāo)準(zhǔn)接口的非易失性存儲(chǔ)器，提高了該存儲(chǔ)裝置的可靠性、通用性以及可維護(hù)性。
[0018]關(guān)于本發(fā)明的其他目的，特征以及優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖在【具體實(shí)施方式】中詳細(xì)描述?！尽靖綀D說明】】
[0019]結(jié)合參考附圖及接下來的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
[0020]圖1為本發(fā)明中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為圖1中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置中的易失性存儲(chǔ)陣列在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3為圖1中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置中的非易失性存儲(chǔ)陣列在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖4為圖3中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)裝置中的非易失性存儲(chǔ)單元在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖5為圖1中的非易失性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取的存儲(chǔ)控制器在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖6為本發(fā)明中的存儲(chǔ)裝置的易失性存儲(chǔ)陣列及非易失性存儲(chǔ)陣列的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0026]圖7為本發(fā)明中的存儲(chǔ)裝置的易失性存儲(chǔ)陣列及非易失性存儲(chǔ)陣列的一種示例；
[0027]圖8為本發(fā)明中的存儲(chǔ)裝置的易失性存儲(chǔ)陣列及非易失性存儲(chǔ)陣列的另一種示例；
[0028]圖9為圖5中的存儲(chǔ)處理模塊在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖
[0029]圖10為地址映射表的示例圖；
[0030]圖11本發(fā)明中的存儲(chǔ)裝置的易失性存儲(chǔ)