一种主机与存储设备数据交互的方法及存储控制器的制造方法_2

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ing)是一种苹果1S手机平板专用的接口类型。苹果公司在2012年9月发布了闪电连接器标准,用于替代其上一代的30针脚连接器。闪电接口采用8针脚设计,支持接口 “正反插”功能。为了最大程度提高配件产品的质量从而保证使用者获得最佳的用户体验,苹果还推出了 MFI (Made for iPhone/iPod/iPad)认证计划,针对第三方配件厂商生产的产品进行一系列的认证测试规程,包括对产品的硬件、软件、外观,功耗等等参数进行非常严苛的测试。闪电接口在配合苹果公司的1S操作系统使用连接存储设备时,其基本数据块的传输也是基于USB Bulk传输协议,但逻辑上为数据流传输方式,无论是命令、数据还是状态信息都不区分包格式,一律按照串行数据流的方式进行传输。已有技术由于1S的数据流传输特性经常会导致数据的溢出和丢失,使得数据传输不能正常完成,
[0046]与非型闪存存储器(Nand Flash)内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量存储的实现提供了廉价有效的解决方案,Nand Flash存储器具有容量较大,改写速度快等优点,Nand Flash器件的缺点在器件本身不提供数据错误纠正与坏块管理功能,需要外部的控制器提供相应的功能。
[0047]嵌入式多媒体卡为Embedded Multi Media Card的直译名称,简称eMMC,eMMC是一种用于嵌入式系统的存储器件,通常用于平板电脑、手机等移动装置上,用于数据存储,eMMC本质上由Nand Flash存储器件和控制器芯片封装在一起组成,封装采用BGA方式,eMMC中的控制器芯片完成了对Nand Flash存储器件的地址转换(FTL)、损耗均衡、垃圾回收、坏块管理(BBM)、错误纠正(ECC)等功能,对上层提供了统一的访问接口并屏蔽了底层的操作,eMMC接口协议由固态技术协会(JEDEC)制定,最早版本为eMMC4.3,中间经历了eMMC4.41,eMMC4.51,最新版本为eMMC5.1,能够提供每秒400兆字节(MB/s)的传输速度。
[0048]通用闪存存储为Universal Flash Storage的直译名称,简称UFS,UFS是用来接替eMMC接口协议的Nand Flash新接口标准,主要应用在智能手机及平板电脑或数码相机及移动存储等装置上,成为嵌入式存储媒体的主要应用标准,UFS标准同样由固态技术协会(JEDEC)制定,其中UFS 1.0版的传输速率为每秒300兆字节(MB/s),最新的UFS 2.0版的传输速率可达每秒600兆字节(MB/s)。
[0049]安全数码卡(SD)是一种基于Nand Flash的存储器件,它被广泛用于移动设备上,例如数码相机、智能手机和多媒体播放器等。安全数码卡由Nand Flash存储器件和控制器芯片封装在一起组成SD卡,其控制器芯片功能与eMMC类似。在智能手机等设备上因为体积的限制,一般使用小封装的SD卡,也叫TF卡。
[0050]如图1和图2所示,命令处理单元3通过主机接口单元2从主机I接收数据操作命令,数据操作命令包括写命令3004和读命令3001,命令处理单元3将数据操作命令通过存储器接口单元5发送到存储器6,数据处理单元4通过主机接口单元2从主机I接收写数据4002,数据处理单元4通过存储器接口单元5向存储器6发送写数据4002,数据处理单元4通过存储器接口单元5从存储器6接收读数据4001,数据处理单元4通过主机接口单元2向主机I发送读数据4001。
[0051]如图1和图2所示,命令处理单元3负责判断数据操作命令为写命令3004或读命令3001,如果为读命令3001,命令处理单元3在读数据4001传输前向主机I发送读命令响应3002并在读数据4001传输完成后向主机I发送读命令完成状态3003,如果为写命令3004,在写数据4002传输前向主机I发送写命令响应3005并在写数据4002传输完成后向主机I发送写命令完成状态3006。读命令3001、读命令响应3002、读数据4001和读命令完成状态3003基于USB Bulk传输协议进行传输,写命令3004、写命令响应3005、写数据4002和写命令完成状态3006也是基于USB Bulk传输协议进行传输。
[0052]如图1、图2和图3所示,本发明一种主机从存储设备读取数据的方法,存储设备8包括存储控制器7与存储器6,主机I连接着存储控制器7,存储控制器7连接着存储器6,主机I从存储设备8读取数据的流程如下:
[0053]读命令发送步骤Rl,存储控制器7中的命令处理单元3通过主机接口单元2,接收到从主机I发送的读命令3001 ;
[0054]读命令响应步骤R2,存储控制器7中的命令处理单元3通过主机接口单元2,向主机I发送读命令响应3002,并将读命令3001通过存储器接口单元5,发送到存储器6 ;
[0055]读数据发送步骤R3,存储器6通过存储器接口单元5,向存储控制器7中的数据处理单元4发送读数据4001 ;
[0056]读数据回馈步骤R4,存储控制器7中的数据处理单元4通过主机接口单元2,向主机I发送读数据4001 ;
[0057]读命令完成步骤R5,读数据4001传输完成后存储控制器7中的命令处理单元3,通过主机接口单元2,向主机I发送读命令完成状态3003。
[0058]上述读命令3001、读命令响应3002、读数据4001和读命令完成状态3003基于USBBulk传输协议进行传输。
[0059]主机I需等待存储设备8发送过来的读命令响应3002,才可以从存储设备8接收读数据4001,读命令3001中包含长度为四个字节的设备命令识别码,此设备命令识别码为十六进制数值0x4E534D43,读命令完成状态3003中包含长度为四个字节的设备状态识别码,此设备状态识别码为十六进制数值0x4E534D53。
[0060]如图1、图2和图4所示,本发明一种主机向存储设备写入数据的方法,所述存储设备8包括存储控制器7与存储器6,主机I连接着存储控制器7,存储控制器7连接着存储器6,主机I向存储设备8写入数据的流程如下:
[0061 ] 写命令发送步骤Wl,存储控制器7中的命令处理单元3,通过主机接口单元2,接收主机I发送的写命令3004 ;
[0062]写命令响应步骤W2,存储控制器7中的命令处理单元3,通过主机接口单元2,向主机I发送写命令响应3005,并通过存储器接口单元5,将写命令3004发送到存储器6 ;
[0063]写数据发送步骤W3,主机1,通过主机接口单元2,向存储控制器7中的数据处理单元4,发送写数据4002;
[0064]写数据回馈步骤W4,存储控制器7中的数据处理单元4,通过存储器接口单元5,向存储器6发送写数据4002 ;
[0065]写命令完成步骤W5,写数据4002传输完成后存储控制器7中的命令处理单元3,通过主机接口单元2,向主机I发送写命令完成状态3006。
[0066]上述写命令3004、写命令响应3005、写数据4002和写命令完成状态3006基于USBBulk传输协议进行传输。
[0067]主机I需等待存储设备8发送过来的写命令响应3005,才可以向存储设备8发送写数据4002,写命令3004中包含长度为四个字节的设备命令识别码,此设备命令识别码为十六进制数值0x4E534D43,写命令完成状态3006中包含长度为四个字节的设备状态识别码,此设备状态识别码为十六进制数值0x4E534D53。
[0068]随着移动设备主机的功能越来越强大,其内置存储容量远远满足不了用户的需求,尤其是苹果公司推出的1S设备(iPhone和iPad等),其最小内置存储容量仅为16GB,越来越多的外置USB大容量存储设备出现在市场上,1S使用USB Bulk协议进行基本数据块的传输,但逻
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