一種集成mram的固態(tài)硬盤控制芯片及固態(tài)硬盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片及固態(tài)硬盤。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)硬盤(Solid State Drives，SSD)，簡(jiǎn)稱固盤，采用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態(tài)硬盤在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。被廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。
[0003]固態(tài)硬盤與主機(jī)之間使用高速串行接口，如SATA、PICe等。
[0004]固態(tài)硬盤包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一組NAND芯片，用于支持計(jì)算和緩存數(shù)據(jù)的DDR DRAM(雙倍數(shù)據(jù)速率動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，Double Data Rate Dynamic Random AccessMemory)，以及一個(gè)SSD控制芯片(SSD Controller)，有時(shí)還需要斷電保護(hù)系統(tǒng)。
[0005]如圖1所示，固態(tài)硬盤控制芯片一般為多核架構(gòu)，包括多個(gè)CPU ;具有與主機(jī)連接的主機(jī)接口，通常為高速串行接口如SATA和PCIe，與DDR DRAM芯片連接的DDR DRAM接口以及與NAND閃存芯片連接的NAND接口。
[0006]目前的固態(tài)硬盤存在以下問(wèn)題:
[0007]I耗電，目前的固態(tài)硬盤必須使用大量的DDR DRAM，而使用DDR DRAM非常耗電；
[0008]2成本，DDR DRAM的工藝與普通的CMOS工藝不兼容，不能與固態(tài)硬盤控制芯片集成到一起，額外的封裝提高了系統(tǒng)的總成本，另外如果使用斷電保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高成本；
[0009]3尺寸，幾片DDR DRAM芯片和固態(tài)硬盤控制芯片一起占用了大片主板的面積，如果再使用斷電保護(hù)系統(tǒng)，不利于產(chǎn)品的小型化。
[0010]因此本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于提供一種新的固態(tài)硬盤控制芯片，使得固態(tài)硬盤功耗更低、成本更低且體積更小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片，使得固態(tài)硬盤功耗更低、成本更低且體積更小。
[0012]MRAM(Magnetic Random Access Memory)是一種非揮發(fā)性的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器。它擁有靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)的高速讀取寫入能力，以及動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)的高密度，而且基本上可以無(wú)限次地重復(fù)寫入。
[0013]MRAM是一種新的內(nèi)存和存儲(chǔ)技術(shù)，能夠像DDR(D)RAM —樣快速隨機(jī)讀寫，還能夠像NAND閃存一樣在斷電后永久保留數(shù)據(jù)。而且MRAM不像DRAM —樣與標(biāo)準(zhǔn)CMOS半導(dǎo)體工藝不兼容，因而MRAM能夠和邏輯電路集成到一個(gè)芯片中。
[0014]本發(fā)明提供一種集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片，包括CPU、MRAM庫(kù)、主機(jī)接口以及NAND接口，主機(jī)接口用于與主機(jī)連接，NAND接口用于與存儲(chǔ)信息的NAND閃存連接，CPU、MRAM庫(kù)、主機(jī)接口以及NAND接口通過(guò)內(nèi)部總線連接。
[0015]本發(fā)明提供的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片，采用集成在芯片中的MRAM作為存儲(chǔ)，一方面采用MRAM存儲(chǔ)比采用DDR DRAM省電，另一方面由于集成在芯片中，不必提供芯片對(duì)外的接口，進(jìn)一步降低了芯片的耗電。
[0016]采用集成在芯片中的MRAM作為存儲(chǔ)，不再需要與固態(tài)硬盤控制芯片獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片的封裝費(fèi)用，降低了固態(tài)硬盤的成本；不使用獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片，主板的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，能夠降低使用固態(tài)硬盤的成本；另外由于MRAM斷電后能夠保持內(nèi)容，固態(tài)硬盤，不再需要昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)一步降低了固態(tài)硬盤的成本。
[0017]不使用獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片，不再需要昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)，能夠減小固態(tài)硬盤的尺寸。
[0018]因此采用本發(fā)明提供的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片，使得固態(tài)硬盤的功耗更低、成本更低且體積更小。
[0019]進(jìn)一步地，集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片還包括DDR DRAM接口，用于與DDR DRAM連接，在集成的MRAM不夠用時(shí)，使用外部隨機(jī)存儲(chǔ)器。
[0020]進(jìn)一步地，主機(jī)接口是SATA接口和/或PCIe接口，使得本發(fā)明提供的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片能夠支持SATA接口和/或PCIe接口。
[0021]進(jìn)一步地，集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片還包括DMA控制器，DMA控制器與MRAM庫(kù)連接，DMA控制器分別與主機(jī)接口和/或NAND接口連接，使得HOST接口以及NAND接口能夠繞開CPU獨(dú)立與MRAM交換數(shù)據(jù)，提高了固態(tài)硬盤的性能。
[0022]進(jìn)一步地，CPU為一個(gè)或多個(gè)。
[0023]進(jìn)一步地，固態(tài)硬盤控制軟件存儲(chǔ)于MRAM庫(kù)，包含NAND管理的算法，屬于SSD廠家的核心技術(shù)秘密，在現(xiàn)有的固態(tài)硬盤中，不得不保存在外部的NAND閃存芯片中，可以被輕易地拷貝；而本發(fā)明的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片，將固態(tài)硬盤控制軟件保存在集成的MRAM中，不能被輕易地拷貝，有利于固態(tài)硬盤控制軟件的保密。
[0024]進(jìn)一步地，固態(tài)硬盤控制軟件從MRAM庫(kù)的地址O開始存儲(chǔ)，CPU啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)從O地址開始運(yùn)行程序。
[0025]本發(fā)明還提供一種固態(tài)硬盤，包括本發(fā)明提供的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的集成MRAM的固態(tài)硬盤控制芯片及固態(tài)硬盤具有以下有益效果:
[0027](I)采用集成在芯片中的MRAM全部或部分取代外部DDR DRAM，一方面采用MRAM存儲(chǔ)比采用DDR DRAM省電，另一方面由于集成在芯片中，不必提供芯片對(duì)外的接口，進(jìn)一步降低了芯片的耗電；
[0028](2)采用集成在芯片中的MRAM全部或部分取代外部DDR DRAM，不再需要與固態(tài)硬盤控制芯片獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片的封裝費(fèi)用，降低了固態(tài)硬盤的成本；不使用獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片，主板的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，能夠降低使用固態(tài)硬盤的成本；另外由于MRAM斷電后能夠保持內(nèi)容，固態(tài)硬盤，不再需要昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)一步降低了固態(tài)硬盤的成本；
[0029](3)不使用獨(dú)立封裝的存儲(chǔ)芯片，不再需要昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)，能夠減小固態(tài)硬盤的尺寸；
[0030](4)將固態(tài)硬盤控制軟件保存在集成的MRAM中，不能被輕易地拷貝，有利于固態(tài)硬盤控制軟件的保密。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)硬