[发明专利]一种带有写重传功能的多通道NANDflash控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种NANDflash控制器，尤其涉及一种带有写重传功能的多通道NANDflash控制器。

背景技术

NANAflash在最近几年里得到了突飞猛进的发展，由1位/单元的SLC技术发展到了2位/单元甚至3位/单元的MLC技术，同时其生产工艺也不断进步。随着技术的发展，NANDflash容量不断增大，单位容量的成本也大幅降低，应用NANDflash的领域也越来越多。

当前的NANDflash存储设备对带宽的要求越来越高，NANDflash控制器一般采用增加通道数量来提高带宽。考虑成本的原因，2位/单元，3位/单元的NANDflash使用较为广泛，但是这种类型的NANDflash的可靠性比较差，主要表现在：读操作时会出现比较多的错误位，写操作时会发生写入失败。对于读操作中的问题，通常通过在电路中集成强大的ECC(ErrorCorrtect Code，纠错码)电路来解决。对于写入失败，则需要通过写重传来解决。

写重传功能具体体现为数据写入NANDflash时，同时写入一个缓存区作为备份。一旦写入失败，数据直接从缓存区读出，重新写入NANDflash。

发明内容：

本发明目的是提供一种带有写重传功能的多通道NANDflash控制器，能够有效地缩短写NANDflash失败时的处理时间，提高flash的写速度，保证多通道NANDflash的应用。

一种带有写重传功能的多通道NANDflash控制器，包含微控制器、设备控制器、设备端DMA控制器、片内存储器控制逻辑、片内存储器、片外存储器控制逻辑、片外存储器、写重传FIFO、写重传缓存区写入控制逻辑、NANDflash DMA控制器、ECC编码器、ECC解码器、数据缓存区、NANDflash接口控制逻辑。

微控制器，NANDflash的主控制单元，操作和控制整个NANDflash控制器；

设备控制器，用于根据特定协议(例如IDE、USB和SATA等)和主控端进行数据传输；

设备端DMA(Direct Memory Access)控制器，用于控制设备控制器和存储器之间的数据传输；

存储器，包括片内存储器和片外存储器，用于暂存设备端和NANDflash控制器间传输的数据；

片内存储器控制逻辑，用于控制片内存储器的读写操作；

片外存储器控制逻辑，用于控制片外存储器的读写操作；

写重传FIFO，用于写操作时，暂存将要写入位于片外存储器的写重传缓存区的数据；

写重传缓存区写入控制逻辑，用于写操作时，将写入片内存储器的数据同时写入写重传缓存区；

NANDflash DMA控制器，用于控制NANDflash数据缓存区与存储器之间的数据传输；

ECC编码器，用于对即将写入NANDflash的数据进行编码生成校验位；

ECC解码器，用于对从NANDflash读出的数据进行检错和纠错；

数据缓存区，用于缓存从存储器读出但尚未写入NANDflash的数据，以及缓存从NANDflash读出但尚未写入存储器的数据；

NANDflash接口控制逻辑，用于控制和NANDflash之间的数据传输。

设备控制器与主控端的接口采用SATA((Serial Advanced TechnologyAttachment)或USB或PCIE(Pedpherd Component Interconnect express)或PATA(Paral lel advanced technology attachment)接口。

NANDflash接口控制逻辑单元含有多个通道，每个通道由多个片选信号(CE#)、多个就绪/忙信号(R/B#)、一组控制信号、一组数据信号组成。多个通道可以并行地从NANDflash阵列读出数据或者并行地向NANDflash阵列写入数据。

写操作时，设备端DMA控制器将数据写入片内存储器，写操作的数据同时被写入写重传FIFO，写重传FIFO变为“非空”。写重传缓存区写入控制逻辑向片外存储器控制逻辑发出写请求，片外存储器控制逻辑接受请求后，写重传缓存区写入控制逻辑从写重传FIFO读出数据，按照事先由微控制器配置好的地址，将数据写入位于片外存储器的写重传缓存区中。NANDflash DMA控制器从片内存储器读出数据经由数据缓存区写入NANDflash阵列。