[实用新型]基于双口Flash控制器的Nand Flash坏列管理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及NandFlash坏列管理设备，特别是涉及一种基于双口Flash控制器的NandFlash坏列管理设备。

背景技术

Nand-flash内存是flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。

NandFlash的读写操作单位是页，擦除操作则是以块为单位，并且NandFlash的物理单元在写操作时只能由1变为0，所以写过的单元也只能通过擦除的方法来恢复。NandFlash的列经过一定的擦除和写入操作之后，1或0的状态变得不稳定，存储数据出现错误，这些列就认为已经损坏。虽然大部分基于Flash的存储装置都会带有一定程度的纠错机制，但是错误的范围增加，超过ECC纠错能力时，就不再能够保证数据的正确性，这时候可以认为存储装置的使用寿命到了。但是如果因为小部分物理单元错误，就导致整个NandFlash报废，显然是很浪费的。所以NandFlash存储装置包含有一定的坏块管理机制，基本原理是：以NandFlash的块为单位，将NandFlash的存储空间划分出一些冗余块，使用过程中发现有存储数据的块损坏时，采用地址映射的方法，从冗余块中选取一块来替换坏块，这样就能保证数据的有效存储，延长存储装置的寿命。这种管理方法虽然延长了存储装置的寿命，但是被认为已经损坏的块，并非所有的列都已经损坏，事实上只是其中某一个页损坏，甚至是某个页中一部分列损坏。因此，该块还有很多页或列是可以使用的，如果可以对存储装置的列操作，将这些好页或列利用起来，等效增加了NandFlash的使用寿命和容量。目前采用地址映射的方法替换坏块是较常见的坏块管理方法，采用这种方法需要存储坏块地址和冗余地址信息，信息存储量较大。如果能减少存储坏块地址和冗余地址信息，相当于扩大NandFlash的容量。所以非常有必要采用新的管理方法对NandFlash进行坏列管理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于双口Flash控制器的NandFlash坏列管理设备，能够延长NandFlash的使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于双口Flash控制器的NandFlash坏列管理设备，包括双口Flash控制器、伪随机数发生器、数据比较器、坏列控制器和NandFlash缓冲器。

所述双口Flash控制器设置在FPGA芯片内，双口Flash控制器连接有多个双口存储器，双口Flash控制器包括多个通道，多个通道分别与多个双口存储器一一对应连接。

所述伪随机数发生器的输出分别与数据比较器和双口Flash控制器的输入连接，双口Flash控制器的输出与数据比较器的输入连接，数据比较器的输出与坏列控制器的输入连接，双口Flash控制器分别与坏列控制器和NandFlash连接进行数据交换，坏列控制器与NandFlash缓冲器连接进行数据交换。

所述通道和双口存储器的数量均为两个。

所述多个通道之间相互独立设置。

所述FPGA芯片还包括PCI接口，双口存储器设置在PCI接口与双口NandFlash控制器之间。

所述双口存储器的第一端与PCI接口连接，双口存储器的第二端与双口Flash控制器连接。

所述伪随机数发生器包括输入电路、CRC校验电路、干扰电路、映射电路、状态缓存器和抽样电路，输入电路的输出端与CRC校验电路的第一输入端连接，CRC校验电路的输出端与映射电路的第一输入端连接，干扰电路的输出端与映射电路的第二输入端连接，映射电路的输出端分别与抽样电路和状态缓存器的输入端连接，状态缓存器的输出端与CRC校验电路的第二输入端连接。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型能够延长NandFlash的使用寿命，扩大NandFlash的存储容量；

（2）本实用新型中FPGA芯片内部实现双口存储器，节省硬件资源，对外接口简单，标准的RAM操作接口，可以连接不同的总线接口，具有良好的兼容性；

（3）本实用新型中伪随机数发生器通过在CRC校验电路的基础上增加干扰电路、状态缓存器、映射电路和抽样电路，从而保证了伪随机数发生器能够输出较为可靠的伪随机数。

附图说明