用于固态硬盘的控制芯片及固态硬盘制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于固态硬盘的控制芯片，包括：用于连接具有不同接口标准的接口的多个接口控制模块；与多个接口控制模块连接的指令处理模块；用于与固态硬盘中的存储单元连接的存储单元控制模块；与指令处理模块和存储单元控制模块经由AXI总线连接的处理器；经由AXI总线分别与处理器连接的多个功能子卡控制模块。本实用新型专利技术还提供了相应的固态硬盘。本实用新型专利技术由于包括多种标准不同的接口，可以通过任一接口连接到个人计算机，降低了被计算机访问的难度；还包括多个用于接插标准功能子卡的接插件，可以安装多种功能子卡，用于多种场合下的数据存取项目；此外还支持多种文件系统，使得固态硬盘中存储的数据很容易被个人计算机分析处理。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及硬盘存储
，具体涉及一种用于固态硬盘的控制芯片及固态硬盘。
技术介绍
SSD(SolidStateDrive，固态硬盘)，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组成。一般以NANDFlash芯片或者DRAM芯片作为存储介质。其中基于NANDFlash的SSD不仅读写带宽高，抗震防摔，功耗低，体积小而且掉电后数据不会丢失，应用范围最为广泛。因此，消费级SSD及工业用数据存储系统中的定制SSD大都基于NANDFlash。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：对于消费级的SSD来说，一般只有一种接口，通常是USB接口、SATA接口或PCIe接口中的一种，因此和PC(personalcomputer，个人计算机)的连接方式较为单一，无法提供多种接口选择；并且只有和个人计算机相连的接口，不支持其它工业标准接口，无法用于工业数据采集等应用情况。对于工业用数据存储系统中定制的SSD来说，其通常具有多个接口，但该类SSD中主控芯片没有维护文件系统的功能，不能按照文件系统来组织数据，一般用于直接存储原始数据，因此存储的数据不能被个人计算机直接识别，不能作为标准硬盘使用，不方便数据分析处理。为了读出其中的数据，通常需要个人计算机使用专门的硬件接口与其连接，并安装专门的软件。因此其使用过程较为繁琐。
技术实现思路
本技术实施例提供一种用于固态硬盘的控制芯片及固态硬盘，用以至少解决上述阐述的现有技术中消费级固态硬盘接口单一且应用场合少、工业级固态硬盘不支持文件系统的问题。本技术实施例的一个方面提供了一种用于固态硬盘的控制芯片，包括：用于连接具有不同接口标准的接口的多个接口控制模块；与所述多个接口控制模块连接的指令处理模块；用于与所述固态硬盘中的存储单元连接的存储单元控制模块；与所述指令处理模块和所述存储单元控制模块经由AXI总线连接的处理器；经由所述AXI总线分别与所述处理器连接的多个功能子卡控制模块。在本技术的一些实施例中，所述多个接口控制模块至少包括USB接口控制模块、SATA接口控制模块、PCIe接口控制模块。在本技术的一些实施例中，所述控制芯片为FPGA芯片。在本技术的一些实施例中，所述控制芯片还包括经由所述AXI总线与所述处理器和所述存储单元控制模块连接的DMA控制模块。在本技术的一些实施例中，所述处理器安装有操作系统，所述操作系统中的文件系统至少包括NTFS、FAT32、exFAT中的任意一种。在本技术的一些实施例中，所述操作系统包括Linux系统。本技术实施例的另一个方面提供了一种固态硬盘，包括：上述实施例中的控制芯片；与所述控制芯片的存储单元控制模块连接的存储单元；分别与所述控制芯片的多个功能子卡控制模块连接的适于接插多个功能子卡的多个扩展接插件；分别与所述控制芯片的多个接口控制模块对应连接的适于与外部设备连接的多个接口，所述多个接口对应多种不同的接口标准。在本技术的一些实施例中，所述固态硬盘包括经由所述AXI总线与所述控制芯片的处理器连接的缓存单元。在本技术的一些实施例中，所述缓存单元与所述控制芯片中的经由所述AXI总线与所述处理器和所述存储单元控制模块连接的DMA控制模块连接。在本技术的一些实施例中，所述存储单元包括NANDFlash存储阵列。在本技术的一些实施例中，所述多个接口至少包括USB接口、SATA接口和PCI-e接口。在本技术的一些实施例中，所述USB接口通过物理接口收发器与所述控制芯片连接。本技术实施例所示用于固态硬盘的控制芯片及固态硬盘，由于包括多种接口标准不同的接口，例如USB接口、SATA接口、PCIe接口等，可以通过任一接口连接到个人计算机，使得本技术实施例所示固态硬盘具有多种被个人计算机访问的选择，降低了被计算机访问的复杂度。本技术实施例还包括多个用于接插标准功能子卡的接插件，例如标准FMC接口，可以安装多种标准FMC功能子卡，使得本技术实施例所示固态硬盘可用于多种场合下的数据存取项目。此外，本技术实施例支持例如NTFS、FAT32、exFAT等多种文件系统，使得本技术实施例所示固态硬盘中存储的数据很容易被个人计算机分析处理。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一实施例的用于固态硬盘的控制芯片的内部逻辑结构示意图；图2是本技术一实施例的固态硬盘的内部逻辑结构示意图；图3是本技术一实施例的固态硬盘的USB接口的逻辑结构示意图；图4是本技术一实施例的固态硬盘的PCIe接口的逻辑结构示意图；图5是本技术一实施例的固态硬盘的SATA接口的逻辑结构示意图；图6是本技术一实施例的固态硬盘中的NANDFlash存储阵列的逻辑结构示意图；图7是本技术一实施例的固态硬盘支持的FAT32文件系统的整体布局图；图8是本技术一实施例的多接口固态硬盘的工作流程图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。图1是本技术一实施例的用于固态硬盘的控制芯片的内部逻辑结构示意图。如图1所示，该控制芯片1为FPGA芯片，包括处理器10、指令处理模块11、存储单元控制模块12、多个功能子卡控制模块13和多个接口控制模块14。其中，各模块均通过总线15与处理器10连接。在图1所示实施例中，处理器10为嵌入在FPGA芯片上的MicroBlaze处理器。MicroBlaze处理器是利用FPGAIP核搭建的内嵌处理器。在该处理器中安装有操作系统，例如可以是Linux系统，用于维护NTFS、FAT32、exFAT等多种文件系统。通过给本技术实施例中的FPGA芯片加载不同的bit文件来配置FPGA芯片，可使本技术所示实施例维护不同的文件系统。存储单元控制模块12为NANDFlash控制器，用于实现对固态硬盘中的NANDFlash存储阵列的访问，包括读、写、擦除等操作。指令处理模块11为ATA指令解释和映射模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固态硬盘的控制芯片，包括：用于连接具有不同接口标准的接口的多个接口控制模块；与所述多个接口控制模块连接的指令处理模块；用于与所述固态硬盘中的存储单元连接的存储单元控制模块；与所述指令处理模块和所述存储单元控制模块经由AXI总线连接的处理器；经由所述AXI总线分别与所述处理器连接的多个功能子卡控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于固态硬盘的控制芯片，包括：用于连接具有不同接口标准的接口的多个接口控制模块；与所述多个接口控制模块连接的指令处理模块；用于与所述固态硬盘中的存储单元连接的存储单元控制模块；与所述指令处理模块和所述存储单元控制模块经由AXI总线连接的处理器；经由所述AXI总线分别与所述处理器连接的多个功能子卡控制模块。2.根据权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述多个接口控制模块至少包括USB接口控制模块、SATA接口控制模块、PCIe接口控制模块。3.根据权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片为FPGA芯片。4.根据权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片还包括经由所述AXI总线与所述处理器和所述存储单元控制模块连接的DMA控制模块。5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制芯片，其特征在于，所述处理器安装有操作系统，所述操作系统中的文件系统至少包括NTFS、FAT32、exFAT中的任意一种。6.根据权利要求5所述的控制芯片，其特征在于，所述操作系统包括Linux系统。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱骏，何小刚，
申请(专利权)人：北京华清瑞达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11