專利名稱：多通道的管理方法及管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及到多通道管理的技術領域，特別涉及到一種多通道的管理方法及管理系統。
背景技術：
在大容量閃存設備中，隨著通道數量的增多，通道管理也將成為系統開銷(尤其是算法開銷)的一部分，并將影響系統的整體性能。如果使用單通道獨立管理的方案時，由于各通道的控制信號和數據信號相互獨立，其控制過程需要軟件干預，增加了系統開銷，對軟件設計要求高；同時也會隨著通道數的增多，軟件算法的復雜度增大，工作量也因此增大。目前的固態存儲應用中，用到多通道技術來提升讀寫/存取速度，SSD(SolidState Disk，固態硬盤)的通道數在4_16通道之間，U盤和卡類通道數大多在雙通道或偽雙通道。目前市場上的NandFlash,絕大多數是8bit位寬的數據通路；基于此，針對NandFlash的主控，其基本通路數據位寬為8bit ;為追求更高的數據傳輸速度，目前研究不斷增加通道數和優化軟件算法，但是通道數的增多加大了軟件算法設計的復雜度。
發明內容
本發明的主要目的為提供一種多通道的管理方法，提升了通道管理的效率，優化了存儲器整體性能。本發明提出一種多通道的管理方法，包括步驟通過寄存器將多個子通道配置為寬通道；控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。優選地，所述寬通道中各子通道并行操作的時序同步。優選地，所述通過寄存器將多個子通道配置為寬通道的步驟具體包括定義寬通道與子通道之間的映射綁定；定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制；定義寬通道與子通道數據分發和組合機制；定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。優選地，所述控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發的步驟具體包括在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口 ；如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存；如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。本發明還提出一種多通道的管理系統，包括
通道配置單元，用于通過寄存器將多個子通道配置為寬通道；通道管理單元，用于控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。優選地，所述寬通道中各子通道并行操作的時序同步。優選地，所述配置 具體包括定義寬通道與子通道之間的映射綁定、定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制、定義寬通道與子通道數據分發和組合機制以及定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。優選地，所述數據收發具體包括在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口 ；如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存；如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。本發明可簡化多通道控制時軟件層面的管控體系，提高整體效率；在Flash位寬方面，支持更多位寬類型的Flash，位寬可以覆蓋8*N bit, N為基本通道數；在Flash指令控制方面，簡化MCU指令配置，提高效率，便于整體操作，提高讀寫速度；在FTL層支持方面，支持更靈活的FTL層操作，可以根據數據存儲的需要配置多種位寬通道，設計適用于不同需要的大小數據塊，方便大、小數據分類存儲和垃圾回收；有助于實現更優的磨損平衡，延長Flash的使用壽命。
圖I是本發明多通道的管理方法一實施例中的步驟流程示意圖；圖2是本發明多通道的管理方法一實施例中子通道的組成結構示意圖；圖3是本發明多通道的管理方法一實施例中一種類型寬通道的組成結構示意圖；圖4是本發明多通道的管理方法一實施例中另一種類型寬通道的組成結構示意圖；圖5是本發明多通道的管理方法一實施例中8通道方案的組成結構示意圖；圖6是本發明多通道的管理方法一實施例中進行配置的具體步驟流程示意圖；圖7是本發明多通道的管理方法一實施例中應用部件的整體結構示意圖；圖8是本發明多通道的管理方法一實施例中8通道方案的數據傳輸示意圖；圖9是本發明多通道的管理系統一實施例中的結構示意圖。本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參照圖1，提出本發明一種多通道的管理方法的一實施例。該管理方法可包括步驟S10、通過寄存器將多個子通道配置為寬通道；步驟S11、控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。本實施例多通道的管理方法，可通過將該多通道中的部分通道綁定成為一個寬通道，建立數據位和通道位的映射關系。其中，組成該寬通道中的每一個通道可稱為該寬通道的子通道。該寬通道中各子通道并行操作的時序同步。上述寬通道可允許組合對應若干片Flash(閃存)；對同一個寬通道中的各片Flash,操作完全一致，固件只需要配置一次命令即可；上述若干片Flash需具有一致的Flash特性和寫讀速度。上述寬通道也可以支持高位寬Flash，如16bit/32bit/64bit位寬，此時只需要一組控制信號線和對應位寬的數據線。現有技術中的Nand Flash在制造過程中，對于同批次的產品，工藝因素影響一致，因此產品特性非常接近，這對于多通道并行處理提供了基礎，多通道管理模塊提出的并行操作也因此具有可操作性。參照圖2，上述子通道為數據傳輸的基本通路，其包括控制信號和數據信號，是寬通道的組成元素，若干子通道可組合成一個寬通道。參照圖3和圖4，通過特定寄存器配置，用戶可以自定義寬通道。該寬通道可以由指定的子通道組成，寬度為其子通道之和。且該寬通道可包括兩種類型一種是兼容原生寬Flash,只需一組控制線，如TypeA ;另一種類型 兼容多Flash綁定成寬Flash，每個子通道都需要控制信號，且控制信號要求同步一致，如TypeB。參照圖5，本實施例以8通道的方案為例說明上述多通道的管理方法。首先可通過自定義寬通道，將8個通道簡化為4個通道，其中包括兩個自定義的寬通道以及兩個獨立通道。自定義寬通道A由子通道Ch0-Ch3綁定組合，自定義寬通道B由子通道Ch4-Ch5組合得到，獨立通道6和I沒有組合，可以獨立操作。參照圖6,上述步驟SlO可具體包括步驟S101、定義寬通道與子通道之間的映射綁定；步驟S102、定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制；步驟S103、定義寬通道與子通道數據分發和組合機制；步驟S104、定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。上述步驟SlOl至步驟S104的排序不代表具體步驟的執行先后順序，執行的先后順序可根據實際情況確定。參照圖7,可通過控制和狀態寄存器21 (CSR, Control and Status Register),可以配置綁定的子通道，同時將操作的控制信號通過命令配置到指令緩存22(Cmd Buffer)中，啟動命令，即可通過通道管理模塊24操作自定義的寬通道進行數據收發傳輸，由此可提升隨機存儲器23中多通道的管理效率。通過上述配置后，進行多通道數據收發操作的細節流程如下在NandFlash管理模塊(FC模塊)中新增通道管理層，在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口。如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存；如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。軟件可以只干預到上述通道管理層。參照圖8，在上述8通道的方案中，其中RAM(隨機存儲器23)可設置緩存a、緩存b、緩存c以及緩存d ;通道管理層可設置第一通道管理模塊以及第二通道管理模塊；該第一通道管理模塊可管理寬通道A的子通道Ch0-Ch3 ;該第二通道管理模塊可管理寬通道B的子通道Ch4-Ch5。例如，該寬通道A的讀寫過程可為讀數據時，該第一通道管理模塊通過子通道Ch0-Ch3讀取數據至緩存a，并對數據進行合并處理，再執行進一步操作；寫數據時，該第一通道管理模塊在緩存a中對數據進行拆分，再通過子通道Ch0-Ch3寫入至閃存中。上述多通道的管理方法，可簡化多通道控制時軟件層面的管控體系，提高整體效率；在Flash位寬方面，支持更多位寬類型的Flash，位寬可以覆蓋8*N bit, N為基本通道數；在Flash指令控制方面，簡化MCU指令配置，提高效率，便于整體操作，提高讀寫速度；在FTL(Flash Translation Layer,Flash傳輸層)層支持方面,支持更靈活的FTL層操作，可以根據數據存儲的需要配置多種位寬通道，設計適用于不同需要的大小數據塊，方便大、小數據分類存儲和垃圾回收；有助于實現更優的磨損平衡，延長Flash的使用壽命。 參照圖9，本發明還提出一種多通道的管理系統30的一實施例。該管理系統30可包括通道配置單元31以及通道管理單元32 ;該通道配置單元31，用于通過寄存器將多個子通道配置為寬通道；該通道管理單元32，用于控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。本實施例多通道的管理系統30，可通過將該多通道中的部分通道綁定成為一個寬通道，建立數據位和通道位的映射關系。其中，組成該寬通道中的每一個通道可稱為該寬通道的子通道。該寬通道中各子通道并行操作的時序同步。上述寬通道可允許組合對應若干片Flash(閃存)；對同一個寬通道中的各片Flash,操作完全一致，固件只需要配置一次命令即可；上述若干片Flash需具有一致的Flash特性和寫讀速度。上述寬通道也可以支持高位寬Flash，如16bit/32bit/64bit位寬，此時只需要一組控制信號線和對應位寬的數據線。現有技術中的Nand Flash在制造過程中，對于同批次的產品，工藝因素影響一致，因此產品特性非常接近，這對于多通道并行處理提供了基礎，多通道管理模塊提出的并行操作也因此具有可操作性。參照圖2，上述子通道為數據傳輸的基本通路，其包括控制信號和數據信號，是寬通道的組成元素，若干子通道可組合成一個寬通道。參照圖3和圖4，通過特定寄存器配置，用戶可以自定義寬通道。該寬通道可以由指定的子通道組成，寬度為其子通道之和。且該寬通道可包括兩種類型一種是兼容原生寬Flash,只需一組控制線，如TypeA ;另一種類型兼容多Flash綁定成寬Flash，每個子通道都需要控制信號，且控制信號要求同步一致，如TypeB。參照圖5，本實施例以8通道的方案為例說明上述多通道的管理系統30。首先可通過自定義寬通道，將8個通道簡化為4個通道，其中包括兩個自定義的寬通道以及兩個獨立通道。自定義寬通道A由子通道Ch0-Ch3綁定組合，自定義寬通道B由子通道Ch4-Ch5組合得到，獨立通道6和7沒有組合，可以獨立操作。上述通道配置單元31對寬通道的配置可具體包括定義寬通道與子通道之間的映射綁定、定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制、定義寬通道與子通道數據分發和組合機制以及定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。參照圖7,可通過控制和狀態寄存器21 (CSR, Control and Status Register),可以配置綁定的子通道，同時將操作的控制信號通過命令配置到指令緩存22(Cmd Buffer)中，啟動命令，即可通過通道管理模塊24操作自定義的寬通道進行數據收發傳輸，由此可提升隨機存儲器23中多通道的管理效率。通過上述配置后，利用上述通道管理單元32進行多通道數據收發操作的細節流程如下在NandFlash管理模塊(FC模塊)中新增通道管理層，在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口。如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存；如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。軟件可以只干預到上述通道管理層參照圖8，在上述8通道的方案中，其中RAM(隨機存儲器23)可設置緩存a、緩存b、緩存c以及緩存d ;通道管理層可設置第一通道管理模塊以及第二通道管理模塊；該第一通道管理模塊可管理寬通道A的子通道Ch0-Ch3 ;該第二通道管理模塊可管理寬通道B的子通道Ch4-Ch5。例如，該寬通道A的讀寫過程可為讀數據時，該第一通道管理模塊通過子通道Ch0-Ch3讀取數據至緩存a，并對數據進行合并處理，再執行進一步操作；寫數據時，該第一通道管理模塊在緩存a中對數據進行拆分，再通過子通道Ch0-Ch3寫入至閃存中。上述多通道的管理系統30，可簡化多通道控制時軟件層面的管控體系，提高整體效率；在Flash位寬方面，支持更多位寬類型的Flash，位寬可以覆蓋8*N bit, N為基本通道數指令控制方面，簡化MCU指令配置，提高效率，便于整體操作，提高讀寫速度；在FTL層支持方面，支持更靈活的FTL層操作，可以根據數據存儲的需要配置多種位寬通道，設計適用于不同需要的大小數據塊，方便大、小數據分類存儲和垃圾回收；有助于實現更優的磨損平衡，延長Flash的使用壽命。以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種多通道的管理方法，其特征在于，包括步驟 通過寄存器將多個子通道配置為寬通道； 控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。
2.根據權利要求I所述的多通道的管理方法，其特征在于，所述寬通道中各子通道并行操作的時序同步。
3.根據權利要求I所述的多通道的管理方法，其特征在于，所述通過寄存器將多個子通道配置為寬通道的步驟具體包括 定義寬通道與子通道之間的映射綁定； 定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制； 定義寬通道與子通道數據分發和組合機制； 定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的多通道的管理方法，其特征在于，所述控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發的步驟具體包括 在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口 ； 如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存； 如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。
5.一種多通道的管理系統，其特征在于，包括 通道配置單元，用于通過寄存器將多個子通道配置為寬通道； 通道管理單元，用于控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。
6.根據權利要求5所述的多通道的管理系統，其特征在于，所述寬通道中各子通道并行操作的時序同步。
7.根據權利要求5所述的多通道的管理系統，其特征在于，所述配置具體包括定義寬通道與子通道之間的映射綁定、定義寬通道及子通道的指令分發和狀態檢測機制、定義寬通道與子通道數據分發和組合機制以及定義寬通道之間并行操作時的協調和干擾機制。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的多通道的管理系統，其特征在于，所述數據收發具體包括在MCU的分配控制下，不同緩存區域的數據映射到不同通道入口 ；如果所述通道為寬通道，讀取時，通道管理層通過子通道將數據合并讀取至指定緩存；寫入時，則數據經過通道管理層控制并分別收發傳輸到相應的子通道，然后寫入閃存；如果所述通道為子通道，讀取時，直接讀取至指定緩存；寫入時，則直接寫入閃存。
全文摘要
本發明揭示了一種多通道的管理方法及管理系統。該管理方法可包括步驟通過寄存器將多個子通道配置為寬通道；控制所述寬通道和/或子通道進行數據收發。本發明中的多通道的管理方法及管理系統，可簡化多通道控制時軟件層面的管控體系，提高整體效率。
文檔編號G06F12/08GK102622308SQ20121004179
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者唐穩莊 申請人:深圳市硅格半導體有限公司