專利名稱：固態(tài)儲(chǔ)存裝置及其相關(guān)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種固態(tài)儲(chǔ)存裝置及其相關(guān)控制方法，且特別是有關(guān)于一種處于高溫之下固態(tài)儲(chǔ)存裝置的相關(guān)控制方法。
背景技術(shù)：
固態(tài)儲(chǔ)存裝置(SolidState Drive, SSD)中以使用與門閃存(NAND flashmemory)為主要存儲(chǔ)元件，而此類的閃存為一種非易失性(non-volatile)的存儲(chǔ)器元件。也就是說，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入閃存后，一旦系統(tǒng)電源關(guān)閉，數(shù)據(jù)仍保存在閃存中?，F(xiàn)今的固態(tài)儲(chǔ)存裝置容量越來越大，存取速度越來越快，并且可使用于各種環(huán)境。以工業(yè)用途的固態(tài)儲(chǔ)存裝置規(guī)格為例，必需能夠在低溫環(huán)境與高溫環(huán)境(例如-40°C +850C )中皆能夠正常運(yùn)作。然而，在高溫的工作環(huán)境之下，固態(tài)儲(chǔ)存裝置系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象，使得固態(tài)儲(chǔ)存裝置寫入數(shù)據(jù)或者讀取數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤情形。因此，提出高溫環(huán)境下的固態(tài)儲(chǔ)存裝置的控制方法并解決上述系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，即為本發(fā)明所欲解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及，當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率。本發(fā)明還提出一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及，當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該控制電路的一操作頻率。本發(fā)明還提出一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及，當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間；其中，該控制電路存取單一晶粒時(shí)需產(chǎn)生單一指令周期。為了對(duì)本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖Ia所繪示本發(fā)明固態(tài)儲(chǔ)存裝置示意圖。圖Ib所繪示為控制電路寫入數(shù)據(jù)至閃存IC中一個(gè)4G晶粒的信號(hào)示意圖。圖Ic所繪示為閃存中的控制電路以最高速來寫入數(shù)據(jù)時(shí)的信號(hào)示意圖。圖2所繪示為本發(fā)明固態(tài)儲(chǔ)存裝置的控制方法。[主要元件標(biāo)號(hào)說明]10 80:閃存 IC11 14、21 24、31 34、41 44、51 54、61 64、71 74、81 84 4G 晶
粒92:控制電路94:溫度檢測(cè)電路95 :時(shí)鐘合成器97 :振蕩電路100:固態(tài)儲(chǔ)存裝置
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)Dla，其所繪示為本發(fā)明固態(tài)儲(chǔ)存裝置示意圖。一般來說，為了提高固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的容量，會(huì)在固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的電路板上裝設(shè)多個(gè)閃存IC 10 80。以圖lal28G bytes固態(tài)儲(chǔ)存裝置100為例，該固態(tài)儲(chǔ)存裝置100利用一外部總線(例如STAT總線)連接至主機(jī)(host)。該固態(tài)儲(chǔ)存裝置100包括8個(gè)閃存IC 10 80、控制電路92、振蕩電路(oscillator) 97、溫度檢測(cè)電路94。其中，每個(gè)閃存IC 10 80內(nèi)皆包含4顆4G bytes的晶粒(die)。溫度檢測(cè)電路94，例如熱敏電阻(thermistor)可提供外圍溫度信號(hào)至控制電路92?？刂齐娐?2中包括了一時(shí)鐘合成電路(clock synthesizer) 95，可接收振蕩電路97的振蕩信號(hào)(osc)產(chǎn)生各種時(shí)鐘信號(hào)。由圖Ia可知，第一閃存IC(ICl) 10包括4個(gè)4G晶粒11 14，每個(gè)晶粒分別連接至晶粒選擇信號(hào)CEO CE3 ;同理，其它閃存IC 20 80中的4個(gè)4G晶粒21 84也分別連接至晶粒選擇信號(hào)CEO CE3。再者，該控制電路92具有8通道(channel) 10總線10O 107，各別連接至8個(gè)閃存IC 10 80。再者，每個(gè)10總線上會(huì)有各自的數(shù)據(jù)線(data line)與時(shí)鐘線(clockline)。也就是說，圖Ia所示的固態(tài)儲(chǔ)存裝置100有8組時(shí)鐘線以及8組數(shù)據(jù)線。請(qǐng)參照?qǐng)Dlb，其所繪示為控制電路92寫入數(shù)據(jù)至閃存IC其中一個(gè)4G晶粒的信號(hào)示意圖。在實(shí)際的運(yùn)作上，控制電路的操作時(shí)鐘為275MHz，而10總線中的時(shí)鐘信號(hào)(CLK)速度為200MHz或者更高。如圖Ib所示，時(shí)間區(qū)間(time period) A為指令周期(command cycle),首先晶粒選擇信號(hào)CE致能該4G晶粒，而控制電路92會(huì)在數(shù)據(jù)線(Data line)上依序產(chǎn)生一指令及地址周期(command and address cycle)以及一數(shù)據(jù)及指令寫入周期(data and commandwrite cycle)。該指令周期的時(shí)間區(qū)間A約在30 80 μ s。于指令周期之后即為數(shù)據(jù)寫入周期(data write cycle)。此時(shí),4G晶粒已經(jīng)接收到寫入地址與寫入數(shù)據(jù)。而4G晶粒需利用數(shù)據(jù)寫入周期的時(shí)間區(qū)間B來執(zhí)行寫入(program)操作。也就是說，在寫入周期的時(shí)間區(qū)間B中，為4G晶粒的忙碌狀態(tài)(busystate),亦即不可發(fā)出任何指令來存取該4G晶粒。而該時(shí)間區(qū)間B在I 3ms。
由于寫入4G晶粒的時(shí)間區(qū)間B遠(yuǎn)大于時(shí)間區(qū)間A。因此，為了要達(dá)成快閃儲(chǔ)存裝置100的最大存取速度，有可能在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上所有的4G晶粒全部在數(shù)據(jù)寫入周期中進(jìn)行寫入操作。而此時(shí)正是固態(tài)儲(chǔ)存裝置100耗電流最高，產(chǎn)生熱量最大的時(shí)刻。請(qǐng)參照?qǐng)Dlc，其所繪示為閃存中的控制電路以最高速來寫入數(shù)據(jù)時(shí)的信號(hào)示意圖。于第零晶粒選擇信號(hào)(CEO)操作時(shí)，第一 IO總線(IOl)的數(shù)據(jù)線(Datal)上發(fā)出指令周期至4G晶粒11。而于時(shí)間區(qū)間B，為4G晶粒11的數(shù)據(jù)寫入周期且處于忙碌狀態(tài)。由于時(shí)間區(qū)間B遠(yuǎn)大于時(shí)間區(qū)間A。因此，在4G晶粒11的數(shù)據(jù)寫入周期中，控制電路92利用晶粒選擇信號(hào)(CEO CE3)以及IO總線(100 107)，可依照由左至右，由上而下的次序連續(xù)發(fā)出31個(gè)指令周期至31個(gè)4G晶粒21 84。很明顯地，當(dāng)最后一個(gè)指令周期發(fā)出后，所有的4G晶粒11 84皆在數(shù)據(jù)寫入周期，亦即皆在忙碌狀態(tài)。因此，固態(tài)儲(chǔ) 存裝置100耗電流最高，產(chǎn)生熱量最大。上述僅是介紹固態(tài)儲(chǔ)存裝置以最高速來執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入。以相同的方式，也可以以最高速來執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取操作以及數(shù)據(jù)抹除操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，于固態(tài)儲(chǔ)存裝置100中利用溫度檢測(cè)電路94來持續(xù)檢測(cè)固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的外圍溫度。當(dāng)外圍溫度超過一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，例如70°c，啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，并且讓系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況不會(huì)出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，于保護(hù)動(dòng)作時(shí)的第一控制機(jī)制是控制時(shí)鐘合成器95以降低IO總線100 107上8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的頻率，例如由200MHz降低至166MHz。使得固定的時(shí)間區(qū)間中，處于數(shù)據(jù)寫入周期的4G晶粒的數(shù)目有效地降低。如此，即可以有效地降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100產(chǎn)生的熱能，達(dá)成降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100溫度的目的。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，于保護(hù)動(dòng)作時(shí)的第二控制機(jī)制是控制時(shí)鐘合成器95以降低控制電路92的操作時(shí)鐘，例如由275MHz降低至200MHz，即可以有效地降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100產(chǎn)生的熱能，達(dá)成降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100溫度的目的。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，于保護(hù)動(dòng)作時(shí)的第三控制機(jī)制是控制電路在產(chǎn)生指令周期之間延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間，來取代高速時(shí)連續(xù)產(chǎn)生指令周期。亦即，經(jīng)由控制電路92來控制指令周期的速度，使得一個(gè)寫入周期的時(shí)間區(qū)間B內(nèi)，并不會(huì)讓所有的4G晶粒皆在數(shù)據(jù)寫入周期。而處于數(shù)據(jù)寫入周期的4G晶粒的數(shù)目有效遞降低后，即可以有效地降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100產(chǎn)生的熱能，達(dá)成降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100溫度的目的。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其所繪示為本發(fā)明固態(tài)儲(chǔ)存裝置的控制方法。于固態(tài)儲(chǔ)存裝置100開始運(yùn)作后，持續(xù)利用溫度檢測(cè)電路94來檢測(cè)固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度(步驟S210)。當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束判斷流程；反之，當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的第一控制機(jī)制(步驟S220)，亦即降低IO總線100 107上時(shí)鐘信號(hào)的頻率。于IO總線100 107上時(shí)鐘信號(hào)的頻率降低后，持續(xù)利用溫度檢測(cè)電路94來檢測(cè)固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度(步驟S230)。當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束判斷流程；反之，當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度仍大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的第二控制機(jī)制(步驟S240)，亦即降低控制電路92中的操作時(shí)鐘的頻率。于控制電路92上時(shí)鐘信號(hào)的操作時(shí)鐘頻率降低后，持續(xù)利用溫度檢測(cè)電路94來檢測(cè)固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度(步驟S250)。當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，結(jié)束判斷流程；反之，當(dāng)確定固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度仍大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的第三控制機(jī)制(步驟S240)，亦即控制電路在產(chǎn)生每個(gè)指令周期之間皆延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間。當(dāng)然，預(yù)設(shè)時(shí)間的長(zhǎng)短也是可以根據(jù)固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度來適當(dāng)?shù)乜s短或者延長(zhǎng)。再者，上述本發(fā)明的三種控制機(jī)制并沒有固定的順序。也就是說，此三種控制機(jī)制可以任意的對(duì)調(diào)。再者，本發(fā)明并未限定需要使用所有的三種控制機(jī)制，也可以僅利用一種或者二種控制機(jī)制即可達(dá)成降低固態(tài)儲(chǔ)存裝置100的溫度的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提出一種于高溫之下固態(tài)儲(chǔ)存裝置的控制方法?？梢杂行У胤乐构虘B(tài)儲(chǔ)存裝置工作于高溫的環(huán)境，使得固態(tài)儲(chǔ)存裝置不會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該控制電路的一操作頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間； 其中，該控制電路存取單一晶粒時(shí)需產(chǎn)生單一指令周期。
4.一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該控制電路的一操作頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于降低該控制電路的該操作頻率后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于降低該控制電路的該操作頻率后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間； 其中，該控制電路存取單一晶粒時(shí)需產(chǎn)生單一指令周期。
7.一種固態(tài)裝置的控制方法，該固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該多個(gè)晶粒被區(qū)分為η個(gè)部分使得該控制電路利用η個(gè)IO總線存取該多個(gè)晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度，該控制方法包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間； 其中，該控制電路存取單一晶粒時(shí)需產(chǎn)生單一指令周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲該預(yù)設(shè)時(shí)間后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該η個(gè)IO總線中的η個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固態(tài)裝置的控制方法，其中于產(chǎn)生二個(gè)指令周期之間延遲該預(yù)設(shè)時(shí)間后，還包括下列步驟 判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于該預(yù)設(shè)溫度；以及 當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該控制電路的一操作頻率。
全文摘要
本發(fā)明為固態(tài)儲(chǔ)存裝置及其相關(guān)控制方法。此固態(tài)裝置中包括一控制電路、一溫度檢測(cè)電路、以及多個(gè)晶粒，其中該些晶粒被區(qū)分為n個(gè)部分使得該控制電路利用n個(gè)IO總線存取該些晶粒，該控制電路還連接至該溫度檢測(cè)電路以檢測(cè)該固態(tài)裝置的溫度。此固態(tài)儲(chǔ)存裝置的控制方法包括下列步驟判斷該固態(tài)儲(chǔ)存裝置的溫度是否高于一預(yù)設(shè)溫度；以及，當(dāng)該固態(tài)儲(chǔ)存裝置溫度高于該預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降低該n個(gè)IO總線中的n個(gè)時(shí)鐘信號(hào)頻率。
文檔編號(hào)G11C16/02GK102890964SQ201110204669
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者蔡松峰, 徐正煜, 呂仕強(qiáng) 申請(qǐng)人:建興電子科技股份有限公司