非易失性存储器控制装置、其数据调度方法及系统.pdf

一种非易失性存储器控制装置、数据调度方法和系统，用于控制多层式存储器存储数据，包括控制器和调度模块。所述控制器用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号。所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令。在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给存储器，接收存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。通过在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令，提高了存储器的数据处理速率。

1、  一种非易失性存储器控制装置，用于控制多层式存储器存储数据，其特征在于包括控制器和调度模块；
所述控制器用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。

2、  根据权利要求1所述的非易失性存储器控制装置，其特征在于，所述调度模块还用于发送指示信号给控制器，当调度模块在指示信号有效期间接收到控制器发送的所述请求信号，则表示控制器已完全接收调度模块的上一条命令令信息且开始向控制器发送下一条命令信息，所述命令信息用于调度控制器向多层式存储器发送命令或数据传输。

3、  根据权利要求1所述的非易失性存储器控制装置，其特征在于，所述当前存储器单元块处于潜伏期的阶段为：控制器发送给多层式存储器的当前存储器单元块的命令数据后，当前存储器单元块不受外部器件干预的自处理时间段。

4、  一种数据调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调度模块还用于发送指示信号给控制器，当调度模块在指示信号有效期间接收到控制器发送的所述请求信号，则表示控制器已完全接收调度模块的上一条命令令信息且开始向控制器发送下一条命令信息，所述命令信息用于调度控制器向多层式存储器发送命令或数据传输。

6、  根据权利要求4所述的非易失性存储器控制装置，其特征在于，所述当前存储器单元块处于潜伏期的阶段为：控制器发送给多层式存储器的当前存储器单元块的命令数据后，当前存储器单元块不受外部器件干预的自处理时间段

7、  一种数据调度系统，其特征在于，包括多层式存储器存储数据、控制器和调度模块；
所述控制器用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。

8、  根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述调度模块还用于发送指示信号给控制器，当调度模块在指示信号有效期间接收到控制器发送的所述请求信号，则表示控制器已完全接收调度模块的上一条命令令信息且开始向控制器发送下一条命令信息，所述命令信息用于调度控制器向多层式存储器发送命令或数据传输。

9、  根据权利要求7所述的非易失性存储器控制装置，其特征在于，所述当前存储器单元块处于潜伏期的阶段为：控制器发送给多层式存储器的当前存储器单元块的数据后，当前存储器单元块不受外部器件干预的自处理时间段。

非易失性存储器控制装置、其数据调度方法及系统
技术领域
本发明涉及数据存储领域，特别涉及非易失性存储器控制装置、其数据调度方法及系统。
背景技术
NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)是一种非易失性随机访问存储器，其特点是存储器断电后数据不消失，仍能保存数据。目前NVRAM存储器中的一种MLC(Multi Level Cell，多层式存储器)通过使用大量的电压等级，在每个存储单元存放2Bit或更多Bit的资料。由于其存储的数据密度较大，成本低，得到了大规模的应用。
对MLC类型的NVRAM存储器的操作最主要是读、写和删除。每一片NVRAM存储器内部分为几个块layer(存储器单元块)，每个layer之间的操作相互独立。可以对称为layer的存储器单元块进行擦写和再编程。如附图1所示，该类存储器中一片flash(闪存快)可以由4片layer构成。4片layer共用I/O接口。每一layer接一R/B#(Ready/Busy)信号，表示对应layer的空闲/忙碌。当R/B#为高时，表示空闲；为低时，表示flash处于内部忙碌状态，此时不能对此layer发送命令。但如果其他layer空闲则可通过I/O对其他layer发送命令。R/B#信号连接到非易失性存储器的控制器上。控制器监测存储器的状态，只能向空闲的layer发送命令。
具体操作为：将控制器发出的命令、地址、数据导入到存储器内部寄存器，在复用I/O上通过控制信号区分命令、地址和数据，分别导入到命令寄存器、地址寄存器和数据寄存器中，在这段时间控制器和存储器需要同时工作；当命令、地址和数据信息导入到内部寄存器中后，剩下的操作由存储器完成，这段时间为某个layer的潜伏期t_PROG，R/B#＝0，此时不需要flash控制器的干预，只可以接受来至控制器的复位信号和状态查询信号。如图2所示，以写命令为例(其他命令操作类似)，I/O前一部分为命令(80h)、地址(Address)、数据(Dw)导入阶段，当命令10h发送以后R/B#拉低，进入存储器的阶段t_PROG(潜伏期)；在t_PROG期间不需要控制器的干预；当R/B#恢复高电平时，表示flash内部配置操作完成，可以接收flash控制器的下一条命令，flash控制器再发送状态查询命令查询当前写操作是否成功。因此，一个完整的写操作包括命令、地址、数据导入阶段具有潜伏期t_PROG的存储器阶段状态查询阶段MLC类型的NVRAM存储器配置的时间相对于数据导入和状态查询来说很长，一般为800us。
请参阅图3，现有技术通过控制器(以Flash控制器为例进行说明)进行数据调度一般包括以下步骤：
控制器发送一个请求命令req，等待调度模块的接收端响应；
接收端接收到请求命令req，并在准备好接收后，会发起响应信号ack给控制器；
在req信号和ack信号同时有效时，调度模块和Flash控制器之间的数据传递有效；
当调度模块发送完成数据时会结束req信号；
在req信号拉低后，调度模块的响应信号ack也跟着拉低，完成调度模块和控制器之间的握手。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：现有技术中，req为flash控制器发出的命令请求信号；ack为调度模块的响应信号。当flash控制器将命令解析发送给存储器(以NAND flash为例)，且存储器响应完成以后，flash控制器拉低req，调度模块接收到req低后拉低ack信号；data为调度模块发出的命令、地址等信息，在req和ack同时为高时表示data有效。采用这样传统的握手方式能够完成和调度模块的交互，但req和ack必须包含一条写命令的三段时间。这种传统握手机制不能利用每个layer的潜伏期，即R/B#为0这段时期。要想对下一个layer发送命令，就必须等到前一个layer操作完成，即经过命令、地址、数据导入阶段，具有潜伏期的阶段，状态查询阶段。
发明内容
本发明实施例提供非易失性存储器控制装置、其数据调度方法及系统，以减少多层式存储器中每个存储器单元块的潜伏期对数据调度的影响，提高数据处理速率。
本发明实施例提供一种非易失性存储器控制装置，用于控制多层式存储器存储数据，包括控制器和调度模块；
所述控制器用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。
本发明另一个实施例提供一种数据调度方法，包括以下步骤：
向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。
本发明再一个实施例提供一种数据调度系统，包括多层式存储器存储数据、控制器和调度模块；
所述控制器用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给多层式存储器，接收多层式存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。
本发明实施例提供非易失性存储器控制装置、其数据调度方法及系统，在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令，提高了多层式存储器的数据处理速率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明现有技术多层式存储器结构示意图；
图2为本发明现有技术完成一次写操作的数据处理示意图；
图3为本发明现有技术数据调度系统结构示意图；
图4为本发明实施例非易失性存储器控制装置结构示意图；
图5为本发明实施例数据调度系统结构示意图；
图6为本发明实施例数据调度系统调度信令图；和
图7为本发明实施例一种数据调度方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图4，本发明实施例提供一种非易失性存储器控制装置300，用于控制多层式存储器存储数据(图未示)，包括控制器301和调度模块302。
控制器301与调度模块302电性连接，用于在向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块302发送请求信号rdy。请求信号rdy是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由控制器301请求调度模块302发送针对下一个存储器单元块的命令。在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给存储器，接收存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息通过结束返回信号(finish信号)上报调度模块302。
本发明实施例提供非易失性存储器控制装置在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由控制器301请求调度模块302发送针对下一个存储器单元块的命令，提高了存储器的数据处理速率。
请参阅5，本发明实施例揭露了结合非易失性存储器控制装置300使用的一种数据调度系统。可选的，多层式存储器400可以为NAND Flash(内部结构是用与非门组成一种存储器)。本实施例中，数据调度系统包括非易失性存储器控制装置300和多层式存储器400。非易失性存储器控制装置300包括控制器301和调度模块302。
控制器301与调度模块302电性连接，控制器301用于在向多层式存储器400的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块302发送请求信号rdy。请求信号rdy是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由控制器301请求调度模块302发送针对下一个存储器单元块的命令。在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给存储器，接收多层式存储器400根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息通过finish信号上报调度模块302，表示状态查询命令执行完毕。
可以理解的是，在上述实施例对存储器的操作中，写命令和擦命令的操作需要发送发送状态查询命令，并获得上报的状态信息。而读命令可以不需要发送状态查询命令和接受上报的状态信息。
调度模块还用于发送指示信号vld给控制器301。vld信号表示调度模块302响应和数据有效。控制器301根据vld信号接收命令信息。当调度模块302在vld有效期间接收到控制器301发送的rdy信号，则表示控制器301已完全接收命令信息且请求下一条命令。调度模块则立即拉低vld信号响应，并在有下一条命的时候再次拉高vld并发送下一条命令信息data。可见vld高电平时有效。命令信息data用于调度控制器向多层式存储器发送命令或数据传输。
本实施例以当前存储器单元块和下一个存储器单元块为例进行说明，可以理解的是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，不仅仅由控制器301请求调度模块302发送该下一个存储器单元块的命令，还可以为由控制器301请求调度模块302依次发送随后多个存储器单元块的命令，及在该潜伏期期间可以执行多个存储器单元块的发送命令操作。在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，控制器发送状态查询命令给多层式存储器400，接收多层式存储器400根据所述状态查询命令反馈的多个存储器单元块的状态信息，并将该状态信息通过finish信号上报调度模块302。
本发明实施例提供非易失性存储器控制装置300在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由控制器301请求调度模块302发送针对下一个存储器单元块的命令，使存储器流水操作的命令交互成为可行，命令交互只在flash当前layer的命令、地址、数据导入阶段，利用潜伏期对其他layer发送命令信息。从而提高存储器操作的带宽，提高了存储器的数据处理速率。
请一并参阅图2、图5和图6，本实施例中，以多层式存储器400中的3个layer为例说明其结合非易失性存储器控制装置300说明调度流程，其中非易失性存储器控制装置300包括控制器301和调度模块302。
还以图2中的写命令为例(其他命令操作类似)，根据调度模块发送的命令信息data，控制器301发送给多层式存储器400中的layer0的I/O(IN/OUT，输入输出)数据，其中layer0可以理解为当前存储器单元块，其中输入输出数据的前一部分为命令(80h)、地址(Address)、数据(Dw)导入阶段，当命令10h发送以后R/B0#拉低，进入存储器的阶段t_PROG(潜伏期)。在t_PROG期间多层式存储器不需要控制器的干预而自处理或不受外部器件控制而自处理，当然潜伏期间，多层式存储器可以接收来至控制器的复位信号和状态查询信号；当R/B#恢复高电平时，表示多层式存储器400内部配置操作完成，多层式存储器400可以接收控制器301的下一条输入输出数据。进而，控制器301再发送状态查询命令查询当前写操作是否成功。
可选的，当在读命令操作时，上述t_PROG可以替代为读潜伏期t_R；当在擦命令时，上述t_PROG可以为是为擦潜伏期t_BERS。
显然，调度信令图图6中，
1、当控制器301发送完layer0的输入输出数据后，layer0进入潜伏期；显然通过R/B0#的低电平阶段可以看出。本步骤中的命令可以理解为针对layer0的由写标识命令80h、地址(Address)、数据(Dw)导入阶段、写确认命令10h所组成的数据。可以理解写标识命令80h可以替换为读标识命令00、擦标识命令60。写确认命令10h可以替换为读确认命令30、擦确认命令D0。
2、在layer0的潜伏期内，由控制器301发送layer1的命令，layer1进入潜伏期；这里的命令可以理解为针对layer1的写标识命令80h、地址(Address)、数据(Dw)导入阶段、写确认命令10h所组成的数据。可选的写标识命令80h可以替换为读标识命令00、擦标识命令60。写确认命令10h可以替换为读确认命令30、擦确认命令D0。
3、在layer0和layer1的潜伏期，由控制器301继续发送layer2的命令，layer2进入潜伏期；当然本步骤中的命令可以理解为针对layer2的写标识命令80h、地址(Address)、数据(Dw)导入阶段、写确认命令10h所组成的数据。可选的读标识00、标识60。写确认命令10h读确认30、确认D0。
4、随着layer0的潜伏期的完结，即当R/B0#变为高电平到来时，控制器301读多层式存储器400的操作状态，并通过finish信号将操作状态信息发送给调度模块302。
5、与此类似，控制器301后续继续发送layer1和layer2的finish信号给调度模块。
本发明实施例进一步说明了在当前存储器单元块(layer0)完成处于潜伏期的阶段前，由控制器301请求调度模块302发送下一个存储器单元块(layer1)的命令，使存储器流水操作的命令交互成为可行。这样利用潜伏期对其他layer2、甚至可能遇到的layer3、layer4、layer5...发送命令信息。从而提高存储器操作的带宽，提高了存储器的数据处理速率。
请参阅图7，本发明实施例提供一种数据调度方法，包括以下步骤；
步骤601：向多层式存储器的当前存储器单元块发送命令后，向调度模块发送请求信号；所述请求信号是在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令；
步骤602：在当前存储器单元块处于潜伏期的阶段结束后，发送状态查询命令给存储器，接收存储器根据所述状态查询命令反馈的状态信息，并将所述状态信息上报调度模块。
本发明实施例提供数据调度方法，在当前存储器单元块处于潜伏期阶段时，由所述控制器请求调度模块发送针对下一个存储器单元块的命令，提高了存储器的数据处理速率
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。