[发明专利]一种MRAM-NAND控制器及贴片式固态硬盘

说明书

本发明提供一种MRAM‑NAND控制器，包括MRAM模块、采用DDR DRAM接口标准的主机接口与NAND控制器。本发明还提供一种贴片式固态硬盘，包括MRAM‑NAND控制器与NAND模块。本发明提供的MRAM‑NAND控制器及贴片式固态硬盘，由于采用MRAM‑NAND控制器以及POP与3D SIC封装技术，使得贴片式固态硬盘尺寸更小，能够直接贴片到主板上；不仅能够应用到计算机上，也能够应用在平板电脑与手机上；MRAM‑NAND控制器的主机接口，采用DDR DRAM接口，使得贴片式固态硬盘的读写速度大大提高；MRAM模块通过DMA控制器与NAND芯片交换数据，有助于提高读写速度。

技术领域

本发明涉及固态硬盘，具体涉及一种MRAM-NAND控制器及贴片式固态硬盘。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives，SSD)，简称固盘，采用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

NAND闪存技术的发展推动了SSD产业，如图1所示，固态硬盘包括用于存储数据的一组NAND芯片，用于缓存数据的和辅助计算的DDR内存，以及一个主控芯片(SSDController)，SSD与主机之间采用高速串行接口连接，如SATA、PICe等。

由于对尺寸的严格要求，现有的手机、平板电脑很难支持SSD。

如图2所示，现有的手机、平板电脑存储结构包括：用于存储代码和用户数据的NAND以及用于计算的DDR内存(双倍速率动态随机存储器，为DDR DRAM的简称，Double DataRate Dynamic Random Access Memory)，分别连接主机芯片。

一部分DDR可以用作NAND的缓存，与SSD控制器相应的NAND管理软件，也在手机、平板电脑的主控芯片上运行。

为了尺寸更小，手机的NAND和DDR经常被封装成一个Combo芯片，但内部是两个独立的芯片，分别与主控芯片连接。

现有的固态硬盘存在以下缺陷：

1速度：

图1所示的主机的读写速度，除了受限于NAND的读写速度外，还受限于SATA,PCIe等串行接口的速度；

图2所示的手机的主控芯片与NAND直接连接，读写速度只受限于NAND读写速度。

但提高读写速度需要扩展NAND连接的宽度，比如从16bit扩展到32bit或64bit，这样做对手机同样非常困难的，更宽的NAND接口意味着更多的芯片管脚、更高的芯片封装成本、更困难的主板设计以及更高的生产贴片成本。

2尺寸：

用于计算机的SSD尺寸很大，对于做得越来越轻薄的笔记本电脑，平板电脑，应用起来越来越困难，应用到手机上更不可能。

因此本领域技术人员致力于提供一种新的固态硬盘，使得读写速度更快、尺寸更小，而且能够直接贴片到主板上；不仅能够应用到计算机上，也能够应用在平板电脑与手机上。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于MRAM的贴片式固态硬盘，使得读写速度更快、尺寸更小，而且能够直接贴片到主板上；不仅能够应用到计算机上，也能够应用在平板电脑与手机上。

本发明基于两项重要的技术发展：

(1)3D NAND技术