基于ClearNAND閃存的系統(tǒng)設計改進方案

　　美光公司的ClearNAND 閃存分為標準型和增強型兩個版本。標準型ClearNAND閃存主要用于消費電子設備，可實現(xiàn)所需的ECC功能，并提供便于閃存升級的傳統(tǒng)異步型ONFI總線。

　　增強型ClearNAND閃存能夠管理ECC算法，并提供多個對于企業(yè)應用頗具價值的關鍵功能。它還支持ONFI 2.2接口的異步和同步通信標準，可用存儲容量高達64GB。

　　通過改善ECC算法，兩款ClearNAND閃存都能夠實現(xiàn)下一代NAND閃存所需的ECC糾錯功能。這使得設計人員無需反復重新設計電路來支持制造商最新的NAND ECC要求。


增強型ClearNAND閃存

　　圖4所示為增強型ClearNAND閃存的架構。它支持1個ONFI 2.2接口和速度高達200MT/s的指令、地址和數(shù)據(jù)總線。VDDI去耦電容常見于e？MMC產(chǎn)品和內(nèi)含控制器的其它閃存，用于對內(nèi)部穩(wěn)壓器進行去耦。為向后兼容傳統(tǒng)NAND閃存，VDDI連接放置在一個閑置引腳上。ClearNAND控制器支持兩條內(nèi)部閃存總線，其中一條用于連接偶數(shù)編號的邏輯單元（LUN），另一條則連接奇數(shù)編號的邏輯單元。這兩條獨立閃存總線的速度高達200MT/s。此外，每條總線都配有各自的ECC引擎，可在兩條總線上同時管理讀操作或寫操作。可以預見，未來的控制器還將支持面向400MT/s的ONFI 3接口規(guī)范。



下面將討論增強型ClearNAND提供的四項高級功能：卷尋址、電子數(shù)據(jù)映像、中斷功能和內(nèi)部回寫（copyback）。

　　卷尋址

　　卷尋址允許一個片選或芯片啟動信號（CE#）對16個ClearNAND卷進行尋址。每個 ClearNAND控制器支持在一個MCP封裝內(nèi)堆疊8個裸片。ClearNAND控制器為主處理器或SSD控制器存取操作提供一個緩沖區(qū)。

如圖5所示，增強型ClearNAND設計將存儲容量擴大八倍，同時保持或提升了信號完整性，并減少了所需的有效芯片使能數(shù)量。這是因為對于SSD控制器，一個ClearNAND控制器僅代表一個負載，但是在一個MCP封裝內(nèi)最多可支持八個NAND裸片。

　　卷尋址概念有兩層含義。第一層是為每個ClearNAND 封裝確定卷地址。卷地址僅在初始化時分配一次，并保存到電源重啟為止。第二層含義是卷選擇指令本身，在這個新指令后面緊跟一個單字節(jié)（實際上只有4位）卷地址。一旦目標地址被選擇，該地址就會保持被選狀態(tài)，直到另一個卷被選擇為止。這可以節(jié)省很多使能引腳。例如，一個32通道SSD需要8個使能引腳來控制兩個8裸片標準NAND封裝。上述32通道SSD示例需要總共256個使能引腳，而增強型ClearNAND卷尋址功能對相同數(shù)量的NAND閃存進行尋址只需32個使能引腳。此外，這相同的32個使能引腳可尋址容量是現(xiàn)有容量的八倍。

　　電子數(shù)據(jù)映像

　　增強型ClearNAND支持電子數(shù)據(jù)映像，這允許通過電子方式將數(shù)據(jù)總線信號順序重映射為兩種配置之一。這個功能對于PCB正反兩面都安裝ClearNAND閃存的高密度設計非常有用。利用一個特殊的初始化或復位序列，ClearNAND封裝能夠以電子方式檢測閃存是安裝在PCB的正面還是背面。例如，通常的做法是在上電后向閃存發(fā)送一個復位或FFh指令。為完成電子DQ映像，在執(zhí)行完FFh指令后，主處理器必須接著執(zhí)行傳統(tǒng)的READ STATUS（70h）指令。安裝在PCB正面的閃存檢測到FFh-70h命令序列；而安裝在PCB背面的閃存則檢測到FFh-0Eh命令序列，并向主處理器確認這是背面閃存封裝，然后重新將數(shù)據(jù)總線直接排在正面閃存的后面，這不僅可以改善PCB的布線，還能提高信號完整性。