专利名称：一种具有指令队列功能的Nandflash控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Nandflash控制器，尤其涉及一种具有指令队列功能的Nandflash 控制器。
背景技术：
Nandflash在最近几年里得到了突飞猛进的发展，由1位/单元的SLC(单层式存储)技术发展到了 2位/单元甚至3位/单元的MLC(多层式存储)技术，同时Nandflash的生产工艺也不断进步。随着技术的发展，Nandflash容量不断增大，单位容量的成本也大幅降低，应用Nandflash的领域也越来越多。随着Nandflash技术的发展，Nandf Iash的指令越来越多，Nandflash控制器的硬件设计越来越复杂，同时越来越多的指令增加了系统软件的设计复杂度。基于上述问题，如何能在Nandflash控制器的设计过程中，找到一种较好的方案，既能解决当今Nandflash控制器控制指令多，执行速度慢的情形，又能简化系统软件设计成为本发明要解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，通过在系统硬件中增加指令队列设计，提高Nandflash控制器的执行速度，从而简化Nandflash控制器的程序设计，提高系统整体性能。一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，由微控制器、系统接口控制器、系统端DMA控制器、系统存储器访问仲裁逻辑单元、系统存储器、Nandflash指令队列存储器、Nandflash指令队列执行控制逻辑单元、Nandflash DMA控制器、Nandflash数据缓存区和Nandflash接口控制器构成。微控制器，系统主控制单元，控制系统中各单元；系统接口控制器，用于以特定协议和主控端进行数据传输，特定协议包含IDE、USB、SATA 禾口 PCIE 等；系统端DMA控制器(Direct Memory Access直接存储器访问)，用于系统接口控制器和系统存储器之间的数据传输；系统存储器访问仲裁逻辑单元，用于仲裁微控制器、系统接口控制器和Nandflash控制器对系统存储器的访问请求；系统存储器，用于暂存存储系统端和Nandflash控制器间传输的数据，也用于存放当前数据读写所使用的地址映射表；Nandflash指令队列存储器，用于存放Nandflash指令执行过程中所需的信息，包含指令类型、行地址、列地址、数据大小、系统存储器地址等；Nandflash指令队列执行控制逻辑单元，用于根据Nandflash指令的信息控制指令的执行；
Nandflash DMA控制器，用于控制系统存储器与Nandflash数据缓存区的数据传输；Nandflash数据缓存区，用于缓存从系统存储器读出但来不及写入Nandflash的数据，也用于缓存从Nandflash读出但来不及写入系统存储器的数据；Nandflash接口控制器，控制Nandflash控制器与Nandflash阵列之间的数据传输。系统接收到访问Nandflash的请求时，将访问请求拆分成对Nandflash的读、写或者擦除的指令，写入Nandflash指令队列并通知Nandflash指令队列执行控制逻辑单元开始执行Nandflash的指令。Nandflash指令队列执行控制逻辑单元首先检查要访问的Nandflash的状态，若为空闲则将Nandflash指令发送给Nandflash。若不为空闲，则需等待Nandflash变为空闲，然后再将Nandflash指令发送给Nandflash。Nandflash指令队列执行控制逻辑单元将指令发送给Nandflash后，Nandf Iash准备好接收数据或者发送数据后，启动Nandflash DMA控制器向Nandflash写入数据或者从Nandflash读出数据。Nandflash指令的整个执行过程完全由Nandflash指令队列执行控制逻辑单元控制，无需微控制器的参与。Nandflash指令队列执行控制逻辑单元的控制可以更高效快速的执行Nandflash指令，不需微控制器参与Nandflash指令执行的控制，能够简化系统的程序设计，提高指令执行速度。
图1具有指令队列功能的Nandflash控制器电路结构2NandflaSh控制器读/写/擦除指令中Nandflash状态跳转示意图
具体实施方案以下结合各附图对本发明所提出的内容进行详细的描述。Nandflash指令队列深度取决于Nandflash控制器可以同时执行的Nandflash指令的数量，一般等于Nandflash控制器所连接的Nandflash的数量。以下表中Nandflash指令内容为例
权利要求
1.一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，其特征在于包含Nandflash指令队列存储器和Nandflash指令队列执行控制逻辑单元。
2.如权利要求1所述的一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，其特征在于所述Nandflash指令队列存储器存放Nandflash指令执行过程中所需的信息，包含指令类型、行地址、列地址、数据大小、系统存储器地址。
3.如权利要求1或2所述的一种具有指令队列存储器的Nandflash控制器，其特征在于所述Nandflash指令队列存储器为系统软件和硬件之间的接口。
4.如权利要求1所述的一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，其特征在于所述Nandflash指令队列执行控制逻辑单元先检查要访问的Nandflash的状态，若为空闲则将Nandflash 指令发送给 Nandflash。
5.如权利要求1所述的一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，其特征在于所述Nandflash指令队列执行控制逻辑单元控制Nandflash指令的整个执行过程，无需系统中微控制器参与。
6.如权利要求1所述的一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，其特征在于所述Nandflash控制器与主控端通信接口包含SATA、USB、PCIE、PATA。
全文摘要
本发明提供一种具有指令队列功能的Nandflash控制器，由微控制器、系统接口控制器、系统端DMA控制器、系统存储器访问仲裁逻辑单元、系统存储器、Nandflash指令队列存储器、Nandflash指令队列执行控制逻辑单元、Nandflash DMA控制器、Nandflash数据缓存区和Nandflash接口控制器构成。Nandflash指令的整个执行过程完全由Nandflash指令队列执行控制逻辑单元控制，无须微控制器的参与。本发明能够很大程度上简化系统的程序设计，提高系统指令执行速度，从而提高系统性能。
文档编号G06F13/28GK102591823SQ201110009500
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者迟志刚 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司