[发明专利]一种提高NAND flash控制器读写速度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以动态配置NAND flash控制器内部缓存分页大小来提高控制器对NAND flash器件的读写速度的方法，属于数字集成电路设计技术领域。 

背景技术

随着芯片的集成度越来越高，当今的手机、平板电脑等都集成了上网、游戏、音乐播放、视频播放、照相等常用的数码功能，越来越多的功能自然也对存储提出了更高的要求。而Flash是目前最为常用的非易失性存储器，在Flash使用方面，NAND Flash由于相对于NOR Flash有着更低的单位bit成本，更大的存储密度、更快的写入和擦除速度、更多的可擦出次数等优点。而NAND flash由于接口时序复杂，且在读写数据时只能以页为单位进行操作，在使用时需要配有特有的控制器，而目前的控制器无法完全发挥NAND flash的所有性能，控制器是读写速度提高的瓶颈。 

目前常用的提高NAND flash控制器读写速度的方法就是在控制器内部设置缓存，通过设置大量缓存来提高随机读写的速度，但这样的方式会带来一个问题：在提高速度的同时使得成本大大提高。而这个成本的提高，很大程度上是由于内部缓存资源的浪费造成的，因此，需要一种新的设计方法来解决这个问题，即在提高速度的同时兼顾成本。 

专利号：200710164187.9、发明人：阙金珍、专利名称：“NAND FLASH控制器及其与NAND FLASH芯片的数据交互方法”揭示了一种NAND FLASH控制器与NAND FLASH芯片的数据交互方法，该控制器结构为目前较为常用的控制结构，其数据缓冲区仅起到了“用于接收系统总线通过述总线时序接口传送的信息数据”的作用，而NAND flash在进行读写操作时必须以页为单位进行读写，如果读写NAND flash的时候不利用大量缓存的话，会大大降低读写速度；如果在读写操作时能利用这些数据缓冲区的资源，则会一定程度上提高读写速度。没有充分利用芯片内的缓存资源，这是现有技术存在的一个缺陷。 

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种提高NAND flash控制器读写速度的方法。 

本发明的技术方案如下： 

一种提高NAND flash控制器读写速度的方法，由以下系统来实现，该系统包括NAND flash控制器、NAND flash和外部控制命令，NAND flash控制器一端连在系统总线上,另一端直接和NAND flash相连，外部控制命令能直接操作NAND flash控制器；NAND flash控制器包括主控逻辑、一个缓存器、多组缓存控制逻辑、一个分页选择模块和一个分页记录模块，主控逻辑内带有ECC校验模块；缓存器用于缓存读写的数据，缓存控制逻辑与缓存器连接，用于缓存器的动态分配；分页选择模块与缓存控制逻辑、主控逻辑相连，用于从多组缓存分页中选择当前使用的缓存分页，是能够由外部控制命令进行设置的；分页记录模块与分页选择模块、主控逻辑相连，每次NAND flash控制器对NAND flash进行读写操作时，分页记录模块就会自动记录下使用的缓存分页的地址和实际操作的NAND flash页的物理地址，该方法步骤如下： 

1）基于动态改变内部缓存分页的大小提高NAND flash控制器的顺序读写NAND flash速度 

（1）NAND flash控制器读取的NAND flash的ID，得到NAND flash的页大小参数； 

（2）在NAND flash控制器中加入能配置的寄存器，用来存储步骤（1）中得到的NAND flash的页大小参数； 

（3）在NAND flash控制器中加入缓存控制逻辑，利用步骤（2）中的寄存器存储的页大小参数，将缓存器中的地址小于NAND flash的页大小参数的缓存分配成一个缓存分页，由该缓存控制逻辑来控制； 

（4）NAND flash控制器通过操纵步骤（3）中的缓存控制逻辑，即能控制动态分配出来 的缓存； 

（5）通过NAND flash控制器对NAND flash进行写操作时，外部控制命令先将数据写入步骤（3）中的缓存分页，然后NAND flash控制器将缓存分页中的数据一起写入NAND flash，进行读操作时，先将NAND flash中的数据读入缓存分页，再从缓存分页中取数据，这样加快了顺序读写NAND flash的速读； 

2）基于动态分配NAND flash控制器内部剩余缓存提高随机读写NAND flash速度