混合非易失性存储器制造技术

存储子系统包括一个易失性存储器，一个非易失性存储器和一个控制器。控制器包涵把易失性存储器连接到外系统的逻辑。易失性存储器能够被外系统访问以及写入和读取。存储子系统包括一个电源控制器，此控制器有一种逻辑，此逻辑能够识别来自外系统的到达易失性存储器，非易失性存储器以及控制器的电源之中的至少一个电源断电。外系统电源切断时，易失性存储器，非易失性存储器以及控制器之中的至少一个会获得备用电源使控制器有足够时间把数据从易失性存储器备份到非易失性存储器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合非易失性存储器
本公开涉及包含易失性存储元件和非易失性存储元件的混合存储系统以及单片非易失性存储。当断电发生时，单片非易失性存储器会使用电容中存储的电能或者通过短暂使用电池来进行数据保存。技术背景很多计算机应用(computingapplications)将会受益于快速非易失性存储器的应用，包括磁盘高速缓存，固态硬盘，硬盘仿真，混合硬盘以及文件系统。例如基于FAT(文件分配表)的流行PC文件系统和NTFS(新技术文件系统)负责编写与存储文件相关的文件管理数据。这些数据叫做“元数据”-管理文件系统的数据。对于基于FAT32和FAT16的文件系统来说，这叫做“FAT”，对于一个NTFS文件系统来说，这叫做“MTF”(主文件表)。准确的元数据对于文件系统的运行非常重要。文件系统可以在一个或多个(重复)磁盘文件保存它们的元数据。但是元数据的重要性，元数据的访问和更改频率以及对访问和更改元数据的速度要求元数据要非常适合存储在非易失性存储器中，而不是存储在稍慢的磁盘文件中(或者易损NAND闪存装置)，也不能作为为文件系统运行服务的磁盘缓存存储。传统模块或者页面访问的非易失性存储器，比如一个有限使用(有限擦写周期)的多层单元(MLC)NAND闪存装置可以用来存储访问频率很高的数据。但是对于涉及到频繁的存储运行的某些应用程序来说，直接对NAND闪存进行读写会显得慢且繁冗，因为与这种闪存装置相关的访问方法多为非内存访问(例如模块序列)。在这种应用程序中频繁更改数据的性质可以引起存储系统过早出现故障，因为NAND闪存装置在完全损耗和变得不可靠之前其擦写能力是有限的。这可能会导致系统运行不可靠最后不得不更换NAND闪存。频繁更换NAND闪存会增加系统使用寿命期内的成本。图示简介在所有的图形中，为了便于理解，所有相同的指示号码和缩写都代表相同的或似功能的元素或行为。为了便于讨论一个特定的元素或行为，指示号码中的最高有效位数字为此元素第一次出现时所在图形的号码。图1为混合存储子系统实施方式的结构图。图2为数据备份过程实施方式的流程图。图3为数据恢复过程实施方式的流程图。图4为混合存储子系统实施方式的结构图，此子系统通过SDRAM界面提供一个外系统。图5描述一个包含多个备用电源电容的实施方式。图6为系统电源恢复时验证电容电源的实施方式流程图。图7为在预定负载(R)和电压下电容放电曲线的实施方式说明图。图8为LC(电感电容)环形电路实施方式图解。图9为初始化一个混合存储子系统过程的实施方式流程图。图10为混合存储子系统在外系统断电后运行断电保存时对外系统电源恢复做出反应的过程的实施方式的流程图。图11为混合存储子系统断电时在不同的非易失性存储容量状况下内存分配图。图12为混合存储子系统电源恢复过程实施方式的流程图。图13和14为混合存储子系统由外系统断电引起的断电过程的实施方式流程图。图15为混合存储子系统可变分区实施方式结构图。专利技术的实现方式以及工业应用性“实施方式”尽管有时会指同一个实施方式但不一定总是指同一个实施方式。除非在上下文中特别指出，描述以及权利要求中使用的“包涵”以及此类词语应理解“包括但不限于”。采用单数或复数的单词也包括复数或单数。另外，“此”，“以上”，“以下”和其他相似词语的使用是对于本申请的整体而言，而不是申请的某一特定部分。权利保护中使用的“或者”一词，当指两个以及更多的项目时其包含如下含义：所列项目中的任何一个项目，所列项目中的所有项目以及所列项目中的任易组合。“逻辑”一词指影响一个装置运行的信号和(或)信息。软件，硬件和固件都可以称为逻辑。硬件可以体现在电路中。总的来说，逻辑包涵软件，硬件和(或)固件的组合。掌握本领域技术的人员可以理解逻辑可以通过一个或多个装置来分配，由存储器中的指令的组合，处理能力，电路以及其他组成。为了明晰和正确起见，即使逻辑不可避免的出现也不总在装置和系统的图示中明确加以说明。混合存储子系统图1为混合存储子系统实施方式的结构图。混合存储子系统通过低成本的易失性存储器102以及低成本非易失性存储器104的配合使用提供了一个低成本，高密度，非易失性存储器。存储子系统包括但不限于SDRAM102(易失性存储器)，NAND闪存104(非易失性存储器)，模拟电源控制电路106，电源电容108以及一个系统控制器110。其他元素和(或)元素组合对于熟悉本领域的人员应该容易理解。本实施方式中的易失性存储器是SDRAM102(同步动态随机存储器)。其他类型的易失性随机存取存储器也可能被应用。本实施方式中的非易失性存储器是NAND闪存104，同样，其他类型的非易失性存储器也可能被应用。模拟电源控制电路106与存储子系统通过外在电源连接，一般是一个包含和使用此混合存储子系统的更大的系统的电源。例如，外在电源可能是包含存储子系统的个人或者商务电脑系统。模拟电源控制电路106还与存储子系统通过存储子系统的本地备用电源连接。例如，本地备用电源可能是电容108或者更小的电池(或者二者的组合)。在图1的实施方式中，电容108在外电源切断时给存储子系统暂时提供电源。电容108可以提供足够电源以供从易失性存储器102复制数据模块到非易失性存储器104。当外电源切断时，混合存储子系统会作为一个更大的外在系统的独立子系统工作。模拟电源电路106会识别外在系统断电。系统控制器110会启动备份，把当前存储在易失性存储器102的数据复制到非易失性存储器104。在此，“备份”意思是易失性存储器102的数据被保存到非易失性存储器104。当外在电源恢复时，系统控制器110会把非易失性存储器104中的数据恢复到易失性存储器102。在此，“恢复”的意思是非易失性存储器104中的数据被存储到易失性存储器102。因此系统控制器110就包括当外在电源切断时把数据从易失性存储器102备份到非易失性存储器104的逻辑以及当外在电源恢复时把数据从非易失性存储器104恢复到易失性存储器102的逻辑。掌握本领域技术的人员可以理解各种不同功能的元件，比如电源控制器逻辑106和系统控制器110甚至易失性存储器102和非易失性存储器104可以综合起来作为一个或多个集成电路装置一起运行，可以作为一个或多个分离的实体元件组合在一起。存储在混合存储子系统的数据即便在外在电源切断的情况下也能保存。即使外系统电源缺失，数据也能被内部保存在非易失性存储器104的存储子系统上。虽然在外系统电源缺失时数据被存储子系统内部保存在非易失性存储器104上，外系统也可以与混合存储子系统形成互动，就像与易失性存储器102(相同或者其他型号)互动。混合存储系统只在外系统电源切断时才会给非易失性存储器104编写数据。与数据每次写入混合存储子系统时都要被写入相比，非易失性存储器104可以经历更少的写入周期。如果非易失性存储器104是低价和只有有限周期的NAND闪存，这样做可以延长非易失性存储器104的使用寿命。系统控制器110给提供了一个对外系统的存储界面。存储界面包涵一个标准数据和某些特定种类的易失性存储器的控制界面。例如，系统控制器可以提供对外系统的SDRAM数据，地址和控制界面。对外系统的界面可以是也可以不是存储子系统使用的此类型易失性存储器102的界本文档来自技高网...

【技术保护点】
存储子系统包涵：易失性存储器非易失性存储器控制器，其包涵一种逻辑，此逻辑把易失性存储器连接到外系统，使易失性存储器能够被外系统访问以及写入和读取；电源控制器，其包涵一种逻辑，当来自外系统的到达易失性存储器，非易失性存储器以及控制器的电源之中的至少一个电源切断和当外系统电源切断时，这个逻辑就会识别并给到易失性存储器，非易失性存储器以及控制器的电源之中的至少一个电源提供备用电源使控制器有足够时间把数据从易失性存储器备份到非易失性存储器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-7-25 11/881,3461.一种存储子系统，包括：易失性存储器：非易失性存储器，其存储容量调适为所述易失性存储器的存储器存储容量的两倍多：控制器，调适成向在所述存储子系统外部的外部系统呈现传递用于所述易失性存储器中的存储位置的地址、但不传递用于所述非易失性存储器中的存储位置的地址的界面：主电源输入，适于从所述外部系统接收电力；在所述存储子系统内部的备用电源：以及所述存储子系统包括用于在来自所述外部系统的适当电力切断时使用来自所述备用电源的电力将所述易失性存储器的内容复制到所述非易失性存储器的逻辑。2.根据权利要求1中所述的存储子系统，其特征在于，进一步包括所述呈现给外部系统的界面传递用于所述易失性存储器中的存储位置的地址，而不传递用于所述非易失性存储器中的存储位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：R萨尔托热，
申请(专利权)人：技佳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]