专利名称：一种具有物理自毁功能的固态存储设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及航空电子技术领域，特别涉及一种具有物理自毁功能的固态存储设备。
背景技术：
在目前公知的技术中，数据物理自毁的方式是通过MOSFET开关管连接存储芯片的IO脚，通过烧毁存储芯片的IO脚达到烧毁芯片的效果。目前该技术存 在诸多缺陷，第一个致命缺陷就是实现起来极其困难，主要原因是因为MOSFET开关管存在较大的漏电流，在正常的工作条件下，MOSFET开关管的漏电流对存储芯片的IO信号或控制信号产生非常大的影响，导致SSD固态电子盘或存储卡的存储芯片NANDFlash出现坏块的概率急速增加，NANDFlash寿命大大缩短，甚至是在60°C以上的高温情况下可能会出现无法正常工作的情况；第二个致命缺陷就是烧毁电流非常大，达到6A以上，导致外部所需要提供的电源需要大功率电源，但实际上很少电源能提供这么大的功率，因此在烧毁过程中会导致电源过载保护，使其它系统无法正常工作，并且烧毁效果非常差，有些存储芯片无法烧毁的情况；第三个致命缺点就是由于存在多个存储芯片NANDFlash公用相同的IO及部分控制信号，且存储芯片烧毁后出现虚短的情况，因此一旦其中一个存储芯片烧毁后，大电流将选择电阻最小的路径(烧毁后的存储芯片)，导致其他的存储芯片被旁路而无法烧毁的情况，因此无法确保SSD固态盘及存储卡所有的NANDFlash烧毁。
发明内容本实用新型的目的是解决背景技术中提及的公知数据物理自毁通过MOSFET开关管连接存储芯片的IO脚，通过烧毁存储芯片的IO脚来烧毁芯片的技术方案存在的技术缺陷。为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有物理自毁功能的固态存储设备，包括物理自毁电源、系统电源、地隔离模块、电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块、NANDFlash芯片组、主控模块。所述物理自毁电源，为所述固态存储设备自毁提供电源；所述系统电源，为所述固态存储设备正常工作提供电源；所述地隔离模块，将物理自毁电源地和系统电源地隔离。所述物理自毁电源、电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块、NANDFlash芯片组顺序电连接。所述主控模块，连接所述电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块，负责自毁过程的整体控制。所述自毁控制模块，包含多个通道控制模块；所述NANDFlash芯片组，包含多个NANDFlash芯片；每个通道控制模块连接一个NANDFlash芯片，称为一个自毁通道。所述主控模块接收到来自外部的自毁启动信号，控制所述自毁控制模块将所述物理自毁电源的正极连接一个NANDFlash芯片的电源管脚，负极连接该NANDFlash芯片的接地管脚；所述物理自毁电源输出的高压击穿该NANDFlash芯片的晶圆，实现自毁。所述电流及电压监测模块，实时监控自毁过程中是否出现了过载情况，包括欠压检测和过流检测，并反馈给所述主控模块；过载情况出现，当前NANDFlash芯片自毁结束。[0011 ] 所述主控模块接收到来自所述电流及电压监测模块的过载信号，控制所述自毁控制模块，通过所述通道控制模块，切换自毁通道，继续烧毁下一个NANDFlash芯片，直到所有NANDFlash芯片自毁结束。过载情况严重时，所述主控模块直接控制所述过载控制模块切断所述物理自毁电源。优选地，来自外部的自毁启动信号，由所述固态存储设备所属的系统自动发出。优选地，来自外部的自毁启动信号，人为控制所述固态存储设备所属的系统发出。优选地，所述具有物理自毁功能的固态存储设备还包括隔离模块；来自外部的自毁启动信号，通过所述隔离模块过滤干扰信号后，输入所述主控模块。优选地，所述具有物理自毁功能的固态存储设备为XMC或PMC子卡规格，主机端接口采用PCI总线、PCIe总线或SATA总线。优选地，所述具有物理自毁功能的固态存储设备为I. 5Inch、2. 51 nch或3. 5Inch规格，主机端接口采用USB、PATA或SATA总线。优选地，所述NANDFlash芯片存储容量的可选范围是128MB-32GB。本实用新型采用烧毁电源的方式，和传统的烧毁IO脚的方式相比，避免了 MOSFET开关管的较大漏电流对NANDFlash芯片的IO信号及控制信号的信号完整性造成影响，解决了 NANDFlash芯片因此而出现坏块的问题；并综合考虑了烧毁电流的控制，通过切换通道或者切断物理自毁电源的方式，解决了电源过载问题，降低了对物理自毁电源的要求，无需大功率的物理自毁电源；采用独立通道自毁方式，逐个烧毁NANDFlash芯片，确保每个NANDFlash芯片都能烧毁，自毁进行的更彻底。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备的结构框图。图2为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备中自毁控制模块与NANDFlash芯片组的连接关系图。图3为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备优化的结构框图。
具体实施方式
如图I所示，为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备的结构框图。所述具有物理自毁功能的固态存储设备，包括物理自毁电源10、系统电源20、地隔离模块30、电流及电压监测模块40、过载控制模块50、自毁控制模块60、NANDFlash芯片组70、主控模块80。物理自毁电源10，为所述固态存储设备自毁提供电源；系统电源20，为所述固态存储设备正常工作提供电源；地隔离模块30，将物理自毁电源地和系统电源地隔离。物理自毁电源10、电流及电压监测模块40、过载控制模块50、自毁控制模块60、NANDFlash芯片组70顺序电连接。主控模块80，连接电流及电压监测模块40、过载控制模块50、自毁控制模块60，负责自毁过程的整体控制。所述具有物理自毁功能的固态存储设备正常工作的情况下，自毁控制模块60断开物理自毁电源10和NANDFlash芯片组70电源管脚的连接，并将系统电源20加载到NANDFlash芯片组70电源管脚上。地隔离模块30断开物理自毁电源10的接地端和NANDFlash芯片组70的接地管脚的连接，并接通系统电源20的接地端和NANDFlash芯片组70的接地管脚。意外情况发生，需要烧毁所述固态存储设备时，所述具有物理自毁功能的固态存储设备所属的系统自动发出或者人为控制发出自毁启动信号，启动自毁过程。主控模块80检测到来自于外部的自毁启动信号后，首先命令自毁控制模块60断开系统电源20和NANDFlash芯片组70电源管脚的连接，接通物理自毁电源10和NANDFlash芯片组70电源
管脚的连接；断开系统电源20的接地端和NANDFlash芯片组70的接地管脚的连接；接通物理自毁电源10的接地端和NANDFlash芯片组70的接地管脚；为自毁过程进行建立环境。物理自毁电源10通过+28V高压击穿NANDFlash芯片的存储晶圆，由于晶体击穿瞬间电阻变得非常小，阻值为R(R 2-3 Ω )，因此会产生一个较大的电流，导致NANDFlash芯片温度急剧上升，高温也会导致NANDFlash芯片内部存储晶圆的损坏，从而加速NANDFlash芯片烧毁的过程，获得更完美的烧毁效果。由于芯片是被高压击穿的，是一种物理损坏，因此自毁后的NANDFlash芯片不能再使用，数据无法再恢复，从而达到销毁数据的目的。芯片击穿过程中由于产生大电流，在电源驱动能力不足的情况下甚至会出现电压下降的情况，在这里称这两种情况为过流和欠压。电流及电压监测模块40，实时监控自毁过程中是否出现了过载情况，并反馈给主控模块80 ;过载情况出现，当前NANDFlash芯片自毁结束。如图2所示，为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备中自毁控制模块与NANDFlash芯片组的连接关系图。自毁控制模块60，包含多个通道切换模块601 ；NANDFlash芯片组70，包含多个NANDFlash芯片701。每个通道切换模块601连接一个NANDFlash芯片701，称为一个自毁通道。主控模块80接收到来自电流及电压监测模块40的过载信号，命令自毁控制模块60切换自毁通道，继续烧毁下一个NANDFlash芯片，直到所有NANDFlash芯片自毁结束。通道切换模块601，具体负责系统电源和物理自毁电源的切换，同时实现自毁通道之间的隔离。在自毁过程中的某一时刻，只有某一个自毁通道有效，也就是只烧毁一个NANDFlash芯片，称为独立通道自毁方式，其他NANDFlash处于待烧毁状态，这样保证了每一个NANDFlash芯片都可以烧毁。另外，过载情况严重时，主控模块80直接控制过载控制模块50切断物理自毁电源10。如图3所示，为本实用新型所述具有物理自毁功能的固态存储设备优化的结构框图。与图I相比，图3增加了隔离模块90，来自外部的自毁启动信号，通过隔离模块90过滤干扰信号后，输入主控模块80。另外，所述具有物理自毁功能的固态存储设备可以是XMC或PMC子卡规格，主机端接口采用PCI总线、PCIe总线或SATA总线；还可以是I. 51 nch、2. 51 nch或3. 51 nch规格，主机端接口采用USB、PATA或SATA总线。所述NANDFlash芯片存储容量的可选范围是128MB-32GB。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种具有物理自毁功能的固态存储设备，包括物理自毁电源、系统电源、地隔离模块、电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块、NANDFlash芯片组、主控模块，其特征在于 所述物理自毁电源，为所述固态存储设备自毁提供电源；所述系统电源，为所述固态存储设备正常工作提供电源；所述地隔离模块，将物理自毁电源地和系统电源地隔离； 所述物理自毁电源、电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块、NANDFlash芯片组顺序电连接； 所述主控模块，连接所述电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块，负责自毁过程的整体控制； 所述自毁控制模块，包含多个通道控制模块；所述NANDFlash芯片组，包含多个NANDFlash芯片；每个通道控制模块连接一个NANDFlash芯片，称为一个自毁通道； 所述主控模块接收到来自外部的自毁启动信号，控制所述自毁控制模块将所述物理自毁电源的正极连接一个NANDFlash芯片的电源管脚，负极连接该NANDFlash芯片的接地管脚；所述物理自毁电源输出的高压击穿该NANDFlash芯片的晶圆，实现自毁； 所述电流及电压监测模块，实时监控自毁过程中是否出现了过载情况，包括欠压检测和过流检测，并反馈给所述主控模块；过载情况出现，当前NANDFlash芯片自毁结束； 所述主控模块接收到来自所述电流及电压监测模块的过载信号，控制所述自毁控制模块，通过所述通道控制模块，切换自毁通道，继续烧毁下一个NANDFlash芯片，直到所有NANDElash芯片自毁结束； 过载情况严重时，所述主控模块直接控制所述过载控制模块切断所述物理自毁电源。
2.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 来自外部的自毁启动信号，由所述固态存储设备所属的系统自动发出。
3.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 来自外部的自毁启动信号，人为控制所述固态存储设备所属的系统发出。
4.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 所述具有物理自毁功能的固态存储设备还包括隔离模块；来自外部的自毁启动信号，通过所述隔离模块过滤干扰信号后，输入所述主控模块。
5.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 所述具有物理自毁功能的固态存储设备为XMC或PMC子卡规格，主机端接口采用PCI总线、PCIe总线或SATA总线。
6.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 所述具有物理自毁功能的固态存储设备为I. 5Inch、2. 5Inch或3. 5Inch规格，主机端接口采用USB、PATA或SATA总线。
7.根据权利要求I所述的具有物理自毁功能的固态存储设备，其特征在于 所述NANDFlash芯片存储容量的可选范围是128MB-32GB。
专利摘要本实用新型公开了一种具有物理自毁功能的固态存储设备，包括物理自毁电源、系统电源、地隔离模块、电流及电压监测模块、过载控制模块、自毁控制模块、NANDFlash芯片组、主控模块。采用烧毁电源的方式，和传统的烧毁IO脚的方式相比，避免了MOSFET开关管的较大漏电流对NANDFlash芯片的IO信号及控制信号的信号完整性造成影响，解决了NANDFlash芯片因此而出现坏块的问题；并综合考虑了烧毁电流的控制，通过切换自毁通道或者切断物理自毁电源的方式，解决了电源过载问题，无需大功率的物理自毁电源；采用独立通道自毁方式，逐个烧毁NANDFlash芯片，确保每个NANDFlash芯片都能烧毁。
文档编号G06F12/14GK202736030SQ20122028253
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者蒲强, 李兵, 张丕芬, 何凯 申请人:北京石竹科技股份有限公司