合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0026]本发明的第一实施方式涉及一种利用内容寻址MRAM存储装置，如图3所示，包括设有主机接口的主控芯片和NAND芯片，所述NAND芯片和主控芯片相互连接，所述主控芯片还与MRAM芯片相连，所述MRAM芯片中至少一部分是具有内容寻址功能的MRAM ;所述MRAM芯片用于写缓存或读写缓存，并按和NAND页一样的大小页组织起来，从而能够确保将经常发生写入操作的NAND页留在缓存里；所述具有内容寻址功能的MRAM中储存一个缓存表，所述缓存表记录每一个缓存页的对应NAND页的地址和必要信息，其中，必要信息可以是写计数等。
[0027]其中，所述主机接口为SATA接口和/或PCIe接口，从而能够支持各种接口的主机。所述具有内容寻址功能的MRAM包括一个或多个由MRAM存储单元组成的阵列，每个阵列与控制电路连接，控制电路包括行地址解码器、列地址解码器、读写控制器以及输入输出控制，控制电路还包括比较器与搜索控制器，比较器用于比较从阵列中读出的内容与搜索字，搜索控制器用于控制内容寻址操作。当搜索控制器收到搜索指令后，驱动行地址解码器，打开地址区域中的第一行，驱动列地址解码器打开该行的所有位线，接着，读写控制器读出该行的内容，比较器比较内容与搜索字，如果二者相符，输出该行的地址。如果下一行的地址超出地址区域，则内容寻址结束；如果下一行的地址没有超出地址区域，则搜索控制器驱动行地址解码器，打开下一行，驱动列地址解码器打开该行的所有位线，继续读写控制器读出下一行的内容，如此往复直至完成内容寻址。
[0028]本发明的第二实施方式同样涉及一种利用内容寻址MRAM存储装置，本实施方式与第一实施方式大致相同，其区别在于，本实施方式中所述MRAM芯片和具有内容寻址功能的MRAM均集成在所述主控芯片上，利用MRAM可以和逻辑电路集成到一个芯片中的特性，使得整个产品的体积能够缩小。
[0029]值得一提的是，第一实施方式和第二实施方式中的利用内容寻址MRAM存储装置均可以包括与主控芯片相连的DDR DRAM，所述DDR DRAM的一部分用于写缓存或读写缓存，其缓存信息仍然存储在所述具有内容寻址功能的MRAM中的缓存表内，从而能够进一步扩大缓存容量。
[0030]本发明的第三实施方式涉及一种采用上述第一实施方式和第二实施方式的利用内容寻址MRAM存储装置的存储方法，在发生写NAND操作时，MRAM芯片把最近一段时间经常发生写入操作的NAND页留在缓存里而不写回到NAND芯片；在发生读写NAND操作时，利用具有内容寻址功能的MRAM，在缓存表中搜索NAND页地址。
[0031 ] 本发明提出使用具有内容寻址功能的MRAM，具有内容寻址功能的MRAM能够根据缓存表中的NAND地址迅速地找到缓存页，或者确定缓存页不存在，比软件寻址至少快几十倍，从而提高了缓存的速度。
[0032]内容寻址MRAM还有一个功能:即可以用一个MASK (掩模)来定义可以忽略bits。在搜索缓存表时，可以把每一个缓存表的元素定义为搜索字，用MASK来忽略NAND页地址以外的其他信息部分，从而大大缩短搜索的时间。
【主权项】
1.一种利用内容寻址MRAM存储装置，包括设有主机接口的主控芯片和NAND芯片，所述NAND芯片和主控芯片相互连接，所述主控芯片还与MRAM芯片相连，其特征在于，所述MRAM芯片中至少一部分是具有内容寻址功能的MRAM ;所述MRAM芯片用于写缓存或读写缓存；所述具有内容寻址功能的MRAM中储存一个缓存表，所述缓存表记录每一个缓存页的对应NAND页的地址和必要信息。2.根据权利要求1所述的利用内容寻址MRAM存储装置，其特征在于，所述MRAM芯片和具有内容寻址功能的MRAM均集成在所述主控芯片上。3.根据权利要求1所述的利用内容寻址MRAM存储装置，其特征在于，所述MRAM芯片在写缓存或读写缓存时，按和NAND页一样的大小页组织起来。4.根据权利要求1所述的利用内容寻址MRAM存储装置，其特征在于，所述主机接口为SATA接口和/或PCIe接口。5.根据权利要求1所述的利用内容寻址MRAM存储装置，其特征在于，还包括与主控芯片相连的DDR DRAM，所述DDR DRAM的一部分用于写缓存或读写缓存。6.一种采用如权利要求1所述的利用内容寻址MRAM存储装置的存储方法，其特征在于，在发生写NAND操作时，MRAM芯片把最近一段时间经常发生写入操作的NAND页留在缓存里而不写回到NAND芯片；在发生读写NAND操作时，利用具有内容寻址的MRAM，在缓存表中搜索NAND页地址。7.根据权利要求6所述的存储方法，其特征在于，在搜索缓存表时，把每一个缓存表的元素定义为搜索字，用掩模来忽略NAND页地址以外的其他信息。
【专利摘要】本发明涉及一种利用内容寻址MRAM存储装置和方法，存储装置包括设有主机接口的主控芯片和NAND芯片，所述NAND芯片和主控芯片相互连接，所述主控芯片还与MRAM芯片相连，所述MRAM芯片中至少一部分是具有内容寻址功能的MRAM；所述MRAM芯片用于写缓存或读写缓存；所述具有内容寻址功能的MRAM中储存一个缓存表，所述缓存表记录每一个缓存页的对应NAND页的地址和必要信息。在发生写NAND操作时，MRAM芯片把最近一段时间经常发生写入操作的NAND页留在缓存里而不写回到NAND芯片；在发生读写NAND操作时，利用具有内容寻址的MRAM，在缓存表中搜索NAND页地址。本发明能够提高缓存速度。
【IPC分类】G06F3/06, G06F12/0871
【公开号】CN105608021
【申请号】CN201510504723
【发明人】戴瑾
【申请人】上海磁宇信息科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年8月17日