本發(fā)明關(guān)連于一種閃存裝置，特別是一種于控制邏輯錯(cuò)誤時(shí)重新配置存儲(chǔ)控制器的方法以及使用該方法的裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于以現(xiàn)場(chǎng)可程序化邏輯門(mén)陣列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)封裝的固態(tài)硬盤(pán)(SSD,Solid State Drive)儲(chǔ)存系統(tǒng)中的控制器，單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU,Single Event Upset)是造成控制邏輯錯(cuò)誤的原因之一。單粒子翻轉(zhuǎn)是微電子裝置中的敏感裝置因?yàn)榘柗Ｗ踊蛴钪嫔渚€沖擊造成的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明提出一種于控制邏輯錯(cuò)誤時(shí)重新配置控制器中的邏輯的方法以及使用該方法的裝置，用以克服上述的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提出一種于控制邏輯錯(cuò)誤時(shí)重新配置存儲(chǔ)控制器的方法，由處理單元執(zhí)行，包含下列步驟。判斷存儲(chǔ)控制器發(fā)生錯(cuò)誤后，驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)控制器的固定區(qū)域中的重配置控制邏輯，用以重新程序化存儲(chǔ)控制器的整個(gè)可重配置區(qū)域，其中，可重配置區(qū)域以現(xiàn)場(chǎng)可程序化邏輯門(mén)陣列實(shí)施。

本發(fā)明的實(shí)施例提出一種于控制邏輯錯(cuò)誤時(shí)重新配置控制器的裝置，包含固定區(qū)域與可重配置區(qū)域。固定區(qū)域包含處理單元以及重配置控制邏輯。處理單元判斷存儲(chǔ)控制器發(fā)生錯(cuò)誤后，驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)控制器 的固定區(qū)域中的重配置控制邏輯，用以重新程序化存儲(chǔ)控制器的整個(gè)可重配置區(qū)域?？芍嘏渲脜^(qū)域以現(xiàn)場(chǎng)可程序化邏輯門(mén)陣列實(shí)施。

【附圖說(shuō)明】

圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃存中的儲(chǔ)存單元示意圖。

圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)控制器的邏輯分割示意圖。

圖4是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的重新配置存儲(chǔ)控制器的方法流程圖。

圖5是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的重新配置存儲(chǔ)控制器的方法流程圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

10 系統(tǒng)； 110 處理單元；

120 只讀存儲(chǔ)器； 130 靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存；

140 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存；

150 存取界面； 160 主裝置；

170 存取界面； 180 儲(chǔ)存單元；

210 內(nèi)存單元數(shù)組； 220 行譯碼單元；

230 列編碼單元； 240 地址單元；

250 數(shù)據(jù)緩存器； 300a 可重配置區(qū)域；

300b 固定區(qū)域； 310 重配置控制邏輯；

S410～S480 方法步驟 S510～S520 方法步驟。

【具體實(shí)施方式】

以下說(shuō)明是為完成發(fā)明的較佳實(shí)現(xiàn)方式，其目的在于描述本發(fā)明的基本精神，但并不用以限定本發(fā)明。實(shí)際的發(fā)明內(nèi)容必須參考之 后的權(quán)利要求范圍。

必須了解的是，使用于本說(shuō)明書(shū)中的”包含”、”包括”等詞，是用以表示存在特定的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、操作處理、組件以及/或組件，但并不排除可加上更多的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、操作處理、組件、組件，或以上的任意組合。

于權(quán)利要求中使用如”第一”、"第二"、"第三"等詞是用來(lái)修飾權(quán)利要求中的組件，并非用來(lái)表示之間具有優(yōu)先權(quán)順序，先行關(guān)系，或者是一個(gè)組件先于另一個(gè)組件，或者是執(zhí)行方法步驟時(shí)的時(shí)間先后順序，僅用來(lái)區(qū)別具有相同名字的組件。

圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)10中包含只讀存儲(chǔ)器120，儲(chǔ)存重新配置存儲(chǔ)控制器的信息。于此須注意的是，此信息也可備份在儲(chǔ)存單元180中。當(dāng)處理單元110執(zhí)行靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存130的控制核心算法時(shí)，根據(jù)主裝置160通過(guò)存取接口150發(fā)出的命令，寫(xiě)入數(shù)據(jù)到儲(chǔ)存單元180中的指定地址，或者從儲(chǔ)存單元180中的指定地址讀取數(shù)據(jù)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，處理單元110可通過(guò)存取接口170寫(xiě)入數(shù)據(jù)到儲(chǔ)存單元180中的指定地址，以及從儲(chǔ)存單元180中的指定地址讀取數(shù)據(jù)。系統(tǒng)架構(gòu)10使用數(shù)個(gè)電子信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)處理單元110與儲(chǔ)存單元180間的數(shù)據(jù)與命令傳遞，包含數(shù)據(jù)線(data line)、頻率信號(hào)(clock signal)與控制信號(hào)(control signal)。數(shù)據(jù)線可用以傳遞命令、地址、讀出及寫(xiě)入的數(shù)據(jù)；控制信號(hào)線可用以傳遞芯片致能(chip enable,CE)、地址提取致能(address latch enable,ALE)、命令提取致能(command latch enable,CLE)、寫(xiě)入致能(write enable,WE)等控制信號(hào)。存取接口170可采用雙倍數(shù)據(jù)率(double data rate,DDR)通信協(xié)議與儲(chǔ)存單元180溝通，例如，開(kāi)放NAND快閃(open NAND flash interface,ONFI)、雙倍數(shù)據(jù)率開(kāi)關(guān)(DDR toggle)或其他接口。處理單元110另可使用存取接口150通過(guò)指定通信協(xié)議與主裝置160進(jìn)行溝通，例如，通用串行總線(universal serial bus,USB)、先進(jìn)技術(shù)附著(advanced technology attachment,ATA)、序列先進(jìn)技術(shù)附著(serial advanced technology attachment,SATA)、快速周邊組件互聯(lián)(peripheral component interconnect express,PCI-E)或其他接口。處理單元110、只讀存儲(chǔ)器120、靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存130、存取接口150及170可統(tǒng)稱為一個(gè)存儲(chǔ)控制器(storage controller)。

圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃存中的儲(chǔ)存單元示意圖。儲(chǔ)存單元180可包含由MxN個(gè)內(nèi)存單元(memory cells)組成的數(shù)組(array)210，而每一個(gè)內(nèi)存單元儲(chǔ)存至少一個(gè)位(bit)的信息。閃存可以是NAND型閃存，或其他種類的閃存。為了正確存取信息，行譯碼單元220用以選擇內(nèi)存單元數(shù)組210中指定的行，而列編碼單元230用以選擇指定行中一定數(shù)量的字節(jié)的數(shù)據(jù)作為輸出。地址單元240提供行信息給行譯碼器220，其中定義了選擇內(nèi)存單元數(shù)組210中的那些行。相似地，列譯碼器230則根據(jù)地址單元240提供的列信息，選擇內(nèi)存單元數(shù)組210的指定行中一定數(shù)量的列進(jìn)行讀取或?qū)懭氩僮?。行可稱為為字符線(wordline)，列可稱為位線(bitline)。數(shù)據(jù)緩存器(data buffer)250可儲(chǔ)存從內(nèi)存單元數(shù)組210讀取出的數(shù)據(jù)，或欲寫(xiě)入內(nèi)存單元數(shù)組210中的數(shù)據(jù)。內(nèi)存單元可為單層式單元(single-level cells,SLCs)、多層式單元(multi-level cells,MLCs)或三層式單元(triple-level cells,TLCs)。

圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)控制器的邏輯分割示意圖。存儲(chǔ)控制器可包含可重配置區(qū)域(reconfigurable region)130a及固定區(qū)域(fixed region)300b。固定區(qū)域300b可包含輸出入控制邏輯(I/O control logic)、主裝置通信邏輯(master-device communications logic)及重配置控制邏輯(re-configuration control logic)310等。固定區(qū)域300b另可包含處理單元110的運(yùn)算邏輯單元，用以依據(jù)加載的固件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算以及控制其他組件。例如，輸出入控制邏輯包含對(duì)只讀存儲(chǔ)器120以及靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存130等的輸出入控制。主裝置通信邏輯可實(shí)施于存取接口150。固定區(qū)域300b中的邏輯不能重新配置?？芍嘏渲脜^(qū)域300a以 現(xiàn)場(chǎng)可程序化邏輯門(mén)陣列實(shí)施?？芍嘏渲脜^(qū)域300a包含固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)的控制核心算法，可占超過(guò)存儲(chǔ)控制器的90％空間?？芍嘏渲脜^(qū)域300a包含可程序化邏輯區(qū)塊的數(shù)組及階層式可重新組態(tài)的相互連結(jié)，使得區(qū)塊與區(qū)塊可連接在一起，例如，數(shù)個(gè)邏輯閘可依據(jù)不同組態(tài)相互連接在一起。一些邏輯區(qū)塊可組態(tài)來(lái)執(zhí)行復(fù)雜的綜合性功能，或者是簡(jiǎn)單的邏輯閘，例如與門(mén)(AND)、或門(mén)(OR)、互斥或門(mén)(XOR)等。一些邏輯區(qū)塊可包含存儲(chǔ)元件，由簡(jiǎn)單的觸發(fā)器(flip-flops)或完整的記憶塊組成?？芍嘏渲脜^(qū)域300a中的控制核心算法以及固定區(qū)域300b中的邏輯可組織成數(shù)個(gè)碼區(qū)段(code segments)，并在每一個(gè)碼區(qū)段加上循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC-Cyclic Redundancy Check)進(jìn)行保護(hù)。譯碼單元可使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼檢查存儲(chǔ)控制器中的控制核心算法及邏輯是否發(fā)生錯(cuò)誤，并且當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)嘗試修正其中的錯(cuò)誤。然而，當(dāng)控制核心算法及邏輯無(wú)法修復(fù)時(shí)(亦可稱為控制邏輯錯(cuò)誤)，需要執(zhí)行一個(gè)方法，用以重新配置存儲(chǔ)控制器?？刂七壿嬪e(cuò)誤也可以代表存儲(chǔ)控制器發(fā)生錯(cuò)誤。

于一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)控制器可檢測(cè)可重配置區(qū)域300a的哪個(gè)部分發(fā)生不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，接著，僅重新組態(tài)發(fā)生錯(cuò)誤的部分。為完成此檢測(cè)需要實(shí)施特定的硬件電路以及/或軟件指令?；蛘呤?，需要花費(fèi)額外的時(shí)間來(lái)完成此檢測(cè)，在主裝置160所發(fā)出的命令超時(shí)前，可能造成來(lái)不及完成重新組態(tài)以及處理此命令。于另一種實(shí)施方式，存儲(chǔ)控制器可重新組態(tài)整個(gè)可重配置區(qū)域300a而不進(jìn)行如上所述的檢測(cè)。圖4是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的重新配置存儲(chǔ)控制器的方法流程圖。熟習(xí)此技藝人士理解當(dāng)存儲(chǔ)控制器接收到主裝置160所發(fā)出的命令時(shí)，使用控制核心算法來(lái)驅(qū)動(dòng)存取接口170，用以完成此命令，例如數(shù)據(jù)讀取命令、數(shù)據(jù)寫(xiě)入命令等。在使用控制核心算法前，譯碼單元需要先檢查存儲(chǔ)控制器中的控制核心算法及邏輯是否正確。當(dāng)譯碼單元無(wú)法修復(fù)于存儲(chǔ)控制器的控制核心算法及邏輯中發(fā)生的錯(cuò)誤時(shí)，可發(fā)出最高優(yōu)先權(quán)的中斷給處理單元110。當(dāng)處理單元110接收到中斷后(步驟S410)，暫停存取(步驟S420)。換句話說(shuō)，處 理單元110并不使用包含無(wú)法恢復(fù)錯(cuò)誤的控制核心算法來(lái)驅(qū)動(dòng)存取接口170。接著，儲(chǔ)存目前的執(zhí)行狀態(tài)(例如，執(zhí)行變量值，尚未寫(xiě)入儲(chǔ)存單元180的數(shù)據(jù)，已讀取但尚未回復(fù)給主裝置160的數(shù)據(jù)等)于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存140(步驟S430)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，于步驟S430，處理單元110驅(qū)動(dòng)輸出入控制邏輯儲(chǔ)存目前的執(zhí)行狀態(tài)至動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存140。處理單元110驅(qū)動(dòng)重配置控制邏輯310的開(kāi)始執(zhí)行重配置操作，用以重新程序化整個(gè)可重配置區(qū)域300a(步驟S440)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，重配置控制邏輯310通過(guò)輸出入控制邏輯驅(qū)動(dòng)讀取只讀存儲(chǔ)器120中儲(chǔ)存的信息，例如使用硬件描述語(yǔ)言(HDL,Hardware Description Language)撰寫(xiě)的指令、邏輯區(qū)塊間相互連接的對(duì)照表等，并根據(jù)此信息來(lái)重新程序化整個(gè)可重配置區(qū)域300a。接著，反復(fù)執(zhí)行一個(gè)循環(huán)，用以詢問(wèn)重配置控制邏輯310重配置操作是否完成(步驟S450)。當(dāng)重配置控制邏輯310回復(fù)重配置操作完成的消息后(步驟S450中”是”的路徑)，處理單元110啟動(dòng)整個(gè)存儲(chǔ)控制器的再初始化操作(re-initiation operation)，使得存儲(chǔ)控制器處于可用狀態(tài)(步驟S460)。接著，從動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存140恢復(fù)(restore)執(zhí)行狀態(tài)(步驟S470)，以及根據(jù)恢復(fù)的執(zhí)行狀態(tài)恢復(fù)存取(resume access)(步驟S480)。通過(guò)以上的方法，尚未執(zhí)行完的操作可以從斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。存儲(chǔ)控制器僅在短暫的時(shí)間(少于1秒)失效，重配置之后則恢復(fù)正常。

圖5是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的重新配置存儲(chǔ)控制器的方法流程圖。當(dāng)暫停存取后(步驟S420)，完成當(dāng)前管道(pipeline)中操作(步驟S510)。當(dāng)完成當(dāng)前管道(pipeline)中操作后(步驟S510)，處理單元110驅(qū)動(dòng)重配置控制邏輯310的開(kāi)始執(zhí)行重配置操作，用以重新程序化整個(gè)可重配置區(qū)域300a(步驟S440)。接著，當(dāng)處理單元110啟動(dòng)整個(gè)存儲(chǔ)控制器的再初始化操作，使得存儲(chǔ)控制器處于可用狀態(tài)后(步驟S460)，恢復(fù)存取(步驟S520)。步驟S410、S420、S440、S450、S460的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容請(qǐng)參考圖4的說(shuō)明，為求簡(jiǎn)潔不再贅述。

關(guān)于如何判斷上述存儲(chǔ)控制器發(fā)生錯(cuò)誤,請(qǐng)參考圖4及圖5 描述的方法流程:一些實(shí)施例是通過(guò)中斷處理程序(interrupt handler)的機(jī)制檢測(cè)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，一旦接收到中斷，接著進(jìn)行重新組態(tài)。于一些實(shí)施例中，處理單元110也可周期性的詢問(wèn)(polling)譯碼單元是否發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。一旦譯碼單元回復(fù)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，則進(jìn)行重新組態(tài)。

雖然圖1中包含了以上描述的組件，但不排除在不違反發(fā)明的精神下，使用更多其他的附加組件，已達(dá)成更佳的技術(shù)效果。此外，雖然圖4、圖5的流程圖采用指定的順序來(lái)執(zhí)行，但是在不違法發(fā)明精神的情況下，熟習(xí)此技藝人士可以在達(dá)到相同效果的前提下，修改該多個(gè)步驟間的順序，所以，本發(fā)明并不局限于僅使用如上所述的順序。此外，熟習(xí)此技藝人士亦可以將若干步驟整合為一個(gè)步驟，或者是除了該多個(gè)步驟外，循序或平行地執(zhí)行更多步驟，本發(fā)明亦不因此而局限。

雖然本發(fā)明使用以上實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但需要注意的是，該多個(gè)描述并非用以限縮本發(fā)明。相反地，此發(fā)明涵蓋了熟習(xí)此技藝人士顯而易見(jiàn)的修改與相似設(shè)置。所以，申請(qǐng)權(quán)利要求范圍須以最寬廣的方式解釋來(lái)包含所有顯而易見(jiàn)的修改與相似設(shè)置。