CN108628779A - 存储器装置及其方法、存储器系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于支持CAN(控制器区域网)总线或SMBus接口的多模式结构上NVMe装置。存储器装置构造为与一个或多个外部装置通信，该存储器装置包括可配置位或模式选择引脚，其用于确定存储器装置使用两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信，其中，所述两种或更多种不同的通信协议至少包括控制器区域网(CAN)协议和系统管理总线(SMBus)协议。

Description

存储器装置及其方法、存储器系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月24日在美国专利商标局提交的临时申请No.62/476,557的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的一些实施例总体涉及存储器装置，并且涉及存储器装置通信。
背景技术
结构上高速非易失性存储器(non-volatile memory express over Fabrics)(NVMe-oF)是新的颠覆性工业标准。NVMe-oF标准没有规定形状因子，但是应用的形状因子可以基于2.5"小形状因子(SFF)。也就是说，形状因子可以与标准固态驱动器(SSD)/硬盘驱动器(HDD)形状因子(例如，2.5"形状因子和3.5"形状因子)类似。NVMe-oF装置主要用于企业或数据中心产品。然而，现有的工业标准目前未能解决如何针对特定应用(例如机器学习应用或数据挖掘应用)实施或优化SSD。此外，在使用多个存储器装置时，客户可以使用来自不同供应商的不同存储器驱动器。因此，不同的存储器驱动器可具有不同的NAND配置文件。
以太网SSD(eSSD)技术正在不断发展。eSSD技术的实现可以使用标准连接和接口协议。eSSD技术可以使用针对可管理性和其他功能定义的系统管理总线(SMBus)用于通信操作。然而，SMBus是用于轻量级通信的单端简单双线总线，并且通常用于相对短距离的简单通信(例如，在计算机主板中关于打开或关闭计算机的指令而与电源进行通信)。也就是说，SMBus技术只有在相对接近(例如，小于2到3英尺，取决于速度)的两个端点之间发生通信时才是可行的。
因此，SMBus技术可能不适用于某些需要跨更远距离通信的技术。例如，为了在汽车中的传感器和计算机/处理器之间进行有效的通信，可使用延伸十米以上长度的通信链路。
与SMBus技术相比，控制器区域网(CAN)是使用电子总线来连接可以被称为节点的电子控制单元(ECU)(例如，系统和传感器)
以提供传统多线绝缘线束(loom)的替代的多主机串行总线标准协议。
CAN网络上需要两个或更多个节点进行通信，节点通过双线总线相互连接。这些电线是120欧姆的标称双绞线。节点的复杂度的范围可以从简单的I/O装置到具有CAN接口并具有复杂的软件的嵌入式计算机
/处理器。节点也可以是允许标准计算机通过USB或以太网端口与CAN网络上的装置进行通信的网关。
CAN已经迅速在汽车和航空航天行业中获得认可，可能是因为诸如高速外设组件互连(PCI-e)总线之类的替代方案都更昂贵，并且在汽车和航空航天操作环境中可能经历的某些条件下可能无法以可接受的方式操作。CAN允许汽车组件以高达1Mbps的数据速率在单线或双线网络化数据总线上可靠地通信。
汽车和航空航天行业(例如电动车辆和自动驾驶车辆)的数据使用和电子内容正在快速增长。因此，为了支持汽车和航空航天市场，对于下一代eSSD(例如，结构(Fabrics)上高速非易失性存储器(NVMe))装置可能存在市场需求。
发明内容
一些实施例提供了改进的存储器装置，其能够用两种或更多种通信协议中的一种执行通信。
根据一些实施例，提供了一种构造为与一个或多个外部装置通信的存储器装置，该存储器装置包括可配置位或模式选择引脚，其用于确定存储器装置使用两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信，其中，所述两种或更多种不同的通信协议至少包括控制器区域网(CAN)协议和系统管理总线(SMBus)协议。
存储器装置还可以包括以太网固态驱动器(eSSD)。
存储器装置还可以包括多路复用器(MUX)，其构造为由模式选择引脚或可配置位控制以选择存储器装置使用所述两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信。
存储器装置可以构造为使用U.2连接器用于耦接到所述一个或多个外部装置。
可配置位或模式选择引脚在U.2连接器的引脚处是可配置的。
U.2连接器可以包括能够重新构造为接收SMBus协议通信或控制器区域网(CAN)协议通信的两个引脚。
模式选择引脚可以包括供应商保留的引脚。
可配置位可以构造为在存储器装置自配置期间被设置。
存储器装置可配置为经由中间平面与所述一个或多个外部装置通信。
根据一些实施例，提供了一种存储器系统，包括：一个或多个外部装置；以及存储器装置，该存储器装置构造为与所述一个或多个外部装置通信，并且包括可配置位或模式选择引脚，其用于确定在存储器装置和所述一个或多个外部装置之间使用两种或更多种不同的通信协议中的哪一种，其中，所述两种或更多种不同的通信协议至少包括控制器区域网(CAN)协议和系统管理总线(SMBus)协议。
存储器装置可以包括以太网固态驱动器(eSSD)。
存储器装置还可以包括多路复用器(MUX)，其构造为由可配置位或模式选择引脚控制以选择存储器装置使用所述两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信。
存储器系统还可以包括耦接到存储器装置并耦接到所述一个或多个外部装置的U.2连接器。
可配置位或模式选择引脚在所述U.2连接器的引脚处是可配置的。
模式选择引脚可以包括供应商保留的引脚。
U.2连接器可以包括能够重新构造为接收SMBus协议通信或控制器区域网(CAN)协议通信的两个引脚。
可配置位可以构造为在所述存储器装置自配置期间被设置。
存储器系统还可以包括在存储器装置和所述一个或多个外部装置之间以使得存储器装置能够与所述一个或多个外部装置通信的中间平面。
根据一些实施例，提供了一种方法，该方法选择至少两种不同的通信协议中的一种通信协议以由存储器装置用来与外部装置通信，该方法包括步骤：通过提供电压至存储器装置的模式选择引脚或通过对存储器装置的位进行配置来选择模式；以及根据所选择的模式经由存储器装置的引脚与外部装置通信。
选择模式的步骤可以包括选择特殊模式来使用CAN作为通信协议；并且使用SMBus引脚作为存储器装置的引脚在存储器装置和其他电子装置之间执行CAN通信。
因此，由于存储器装置包括用于在通信协议之间切换的模式选择引脚，所以存储器装置能够在确保不中断重要的实时通信的同时在汽车环境中有效地进行通信。
附图说明
根据以下结合附图的描述，可以更加详细地理解一些实施例，其中：
图1是包括根据本发明实施例的存储器装置的存储器系统的框图；以及
图2是包括根据本发明另一实施例的存储器装置的存储器系统的框图。
具体实施方式
通过参考关于实施例和附图的以下详细描述，可以更容易地理解本发明构思的特征和实现本发明构思的方法。在下文中，将参考附图更详细地描述实施例，其中相同的参考数字始终指代相同的元件。
然而，本发明可以以各种不同的形式来实施，并且不应该被解释为仅限于在此示出的实施例。相反，提供这些实施例作为示例，使得本公开将是详尽和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的各方面和特征。因此，可能不会描述对于本领域普通技术人员完全理解本发明的各方面和特征而言不需要的过程、元件和技术。除非另有说明，否则在整个附图和书面描述中，相同的参考标记表示相同的元件，并且因此将不重复其描述。在附图中，为了清楚起见，元件、层和区域的相对尺寸可能被夸大。
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者利用一个或多个等同布置来实践各种实施例。在其他情况下，以框图形式示出公知的结构和装置，以避免不必要地模糊各种实施例。
应该理解的是，虽然本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，下面描述的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为便于说明，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……下面”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与另一个(或多个)元件或特征的关系。将理解的是，除了附图中所描绘的取向之外，空间相对术语旨在涵盖使用中或操作中的装置的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件将被取向为位于其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”和“在……下面”可以包括上方和下方的取向。装置可以被另外取向(例如，旋转90度或处于其他方向)，并且相应地解释这里使用的空间相关描述符。
将理解的是，当元件、层、区域或组件被称为在另一元件、层、区域或组件“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件、层、区域或组件时，其可以直接在另一元件、层、区域或组件上、直接连接到或直接耦接到另一元件、层、区域或组件，或者可存在一个或多个中间元件、层、区域或组件。此外，还将理解，当元件或层被称为在两个元件或层“之间”时，它可以是在所述两个元件或层之间的唯一元件或唯一层，或者也可以存在一个或多个中间元件或中间层。
为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。相同的数字始终指代相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任何和所有组合。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”和“一个”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解的是，术语“包括”、“包含”、“涵盖”和“含有”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任何和所有组合。当诸如“……中的至少一个”之类的表达在元素列表之前时，修饰整个元素列表而不是修饰列表的单个元素。
如本文所使用的，术语“基本上”、“约”以及类似的术语被用作近似术语而不是程度术语，并且旨在说明将被本领域的普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差。此外，当描述本公开的实施例时使用的“可以”是指“本公开的一个或多个实施例”。如本文所使用的，可以认为术语“使用”、“正使用”和“被使用”分别与术语“利用”、“正利用”和“被利用”同义。而且，术语“示例性”旨在指代示例或说明。
当某个实施例可以以不同的方式实现时，可以与所描述的顺序不同地执行特定的处理顺序。例如，两个连续描述的处理可以基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。
另外，本文公开和/或列举的任何数值范围旨在包括包含在所列举的范围内的具有相同数值精度的所有子范围。例如，范围“1.0至10.0”旨在包括在所列举的最小值1.0和所列举的最大值10.0之间(并且包括所列举的最小值1.0和所列举的最大值10.0)的所有子范围，即具有等于或大于1.0的最小值以及等于或小于10.0的最大值，例如2.4至7.6。本文列举的任何最大数值限制旨在包括其中包含的所有更低数值限制，并且本说明书中列举的任何最小数值限制旨在包括其中包含的所有更高数值限制。因此，申请人保留修改本说明书(包括权利要求书)以明确列举包含在本文明确记载的范围内的任何子范围的权利。所有这些范围旨在在本说明书中被固有地描述，使得明确列举任何这样的子范围的修改将符合要求。
这里参照作为实施例和/或中间结构的示意图的截面图来描述各种实施例。这样，由于例如制造技术和/或公差的原因而相对于图示形状的变化是可以预料的。因此，这里公开的实施例不应被解释为限于区域的特定示出的形状，而是包括例如由制造引起的形状的偏差。例如，示出为矩形的注入区域通常在其边缘具有圆形或弯曲的特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二态变化。类似地，通过注入形成的掩埋区可以导致在掩埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状并不旨在示出装置的区域的实际形状，并且不旨在进行限制。
可以利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件、或软件、固件和硬件的组合来实现根据本文描述的本公开的实施例的电子或电气装置和/或任何其他相关装置或组件。例如，这些装置的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在分离的IC芯片上。此外，可以在柔性印刷电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上实现或者在一个基板上形成这些装置的各种组件。此外，这些装置的各种组件可以是在一个或多个计算装置中的一个或多个处理器上运行的、执行计算机程序指令并与其他系统组件进行交互以执行本文所述的各种功能的进程或线程。计算机程序指令被存储在存储器中，该存储器可以在计算装置中使用标准存储器装置(例如，随机存取存储器(RAM))来实现。计算机程序指令也可以存储在其他非暂时性计算机可读介质(例如，CD-ROM、闪存驱动器等)中。而且，本领域技术人员应该认识到，在不偏离本公开的示例性实施例的精神和范围的情况下，各种计算装置的功能可以被组合或被集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以被分布在一个或多个其他计算装置上。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解的是，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义，并且不应该以理想化的或过于正式的方式进行解释，除非在这里明确地如此定义。
以前，在汽车环境中，大约一兆比特每秒(1mbps)的通信带宽已经足够。然而，随着汽车变得“更智能”、分析性更强以及互联更紧密，数据流量(例如，对于自主车辆)可能会使用更大的带宽量。来自U.2连接器或U.2插座的以太网通过标准U.2连接器引脚可以运行十千兆比特每秒(10gbps)或者更多。因此，通过使用以太网，可以在装置之间传送大量的视频数据、传感器信息等。但是，使用以太网来监控eSSD状态可能不足以满足汽车环境的需要。
此外，尽管使用系统管理总线(SMBus)技术的系统网络通信在汽车环境涉及的距离上可能是无效的，但作为相对常见的接口的控制器区域网(CAN)通信协议可以是有效的替代。因此，对于可管理性、状态信息等，中央计算机/处理器(例如，在车辆内部)可以确定eSSD的状态，并且可以通过CAN进行通信。
对于某些应用，涉及结构上高速非易失性存储器(NVMe-oF)装置或以太网SSD(eSSD)的通信可能具有危及生命的影响，例如自主汽车需要车辆传感器和车辆致动器(例如制动器)之间相对即时的通信的情形。也就是说，在实时状态下，可能不希望发生通信中断，因为正在进行的通信可能是响应于指示车辆的中央处理应当命令制动或其他规避操纵以避免潜在事故的传感器。
另外，与eSSD的通信可以通过eSSD和中间平面之间的通信来完成。在用于信息技术(IT)应用或用于云计算的传统存储器存储中，其中所使用的大多数存储器装置被连接到驱动器托架。然而，驱动器托架将用中间平面(mid-plane)或背平面实现，这将与主板有许多连接以完成计算和处理，从而增加网络内的延迟。例如，当在自主汽车中使用时，这种延迟可能是不期望的，因为网络中的通信速度对于确保车辆的适当操作(例如，避免碰撞)可能是重要的。
因此，通过使用CAN，可编程多模式eSSD可以有效地用作汽车内的存储器存储装置。而且，在这种环境中，CAN可以是合适的通信协议。如下所述，本公开的实施例可使用NVMe-oF装置的两个引脚来使用SMBus通信或CAN与外部装置通信。实施例还可使用NVMe-oF装置的第三引脚来选择性地在通信协议之间(例如，SMBus模式与CAN模式之间)切换以实现NVMe-oF装置与外部装置之间的通信。此外，本公开的实施例可以改进存储器装置的现有基础设施以使得能够使用多种不同的通信协议与存储器装置通信(例如，状态监视)。
总而言之，以太网非常适合于在汽车和航空航天环境中实现通信。不幸的是，大多数广泛使用的SSD使用SMBus用于可管理性，这对于短距离通信是可以接受的。然而，SMBus技术在汽车和航空航天环境中的工作并不理想，因为这类环境中的通信发生在更长的距离以及因为环境操作条件极端恶劣。相反，用于执行CAN通信的CAN总线在汽车和航空航天环境中提供了良好的替代方案。因此，根据下面描述的本公开的实施例，可以通过利用具有用于可管理性的CAN总线的以太网SSD来改进汽车和航空航天行业。
因此，本公开的实施例可以使用CAN协议作为用于执行可管理性(例如，检查传感器等)的低成本方法，并且可以另外允许使用SMBus协议来监视关于驱动器的智能信息而不会中断实时的关键信息。此外，本公开的实施例通过向NVMe-oF SSD提供CAN接口支持来为汽车和航空航天行业的市场采用提供方法。
图1是包括根据本发明实施例的存储器装置的存储器系统的框图，并且图2是包括根据本发明另一实施例的存储器装置的存储器系统的框图。
参考图1和图2，示出了包括用于实现本公开的实施例的NVMe-oF装置(例如，NVMe-oF SSD或eSSD)110的存储器系统100。高速非易失性存储器(NVMe)和结构上NVMe(NVMe-oF)协议允许软件通过以太网进行通信，以及还与新版的高速外设组件互连(PCI-e)SSD进行通信(例如，通过U.2连接器进行通信，如下所述)。PCI-e是高速串行计算机扩展总线标准，是能够实现与串行AT附件(SATA)装置的通信的高级主机控制器接口(AHCI)技术的后继技术。因此，NVMe技术允许U.2、M.2或高速PCI SSD提高SATA装置的性能，同时降低功耗。
本实施例的NVMe-oF装置110包括连接器(例如，U.2连接器120，尽管可以使用其他类型的连接器)。U.2连接器120使得NVMe-oF装置110能够与中间平面130通信，从而能够与一个或多个交换机或控制器141、142通信。以前，NVMe和NVMe-oF装置仅允许通过U.2连接器的SMBus通信，而不允许通过相同连接器的CAN通信。然而，本发明的NVMe-oF装置110重新利用连接器120上的现有引脚123、124以使得NVMe-oF装置110能够经由CAN或SMBus进行通信，如下所述。
NVMe-oF装置110可经由一个或多个内部以太网端口161、162(例如，NVMe-oF装置110内部的以太网端口)通过NVMe-oF装置110上的U.2连接器120进行通信，以分别与所述一个或多个控制器141、142通信，所述一个或多个控制器141、142从NVMe-oF装置110越过中间平面130。此外，NVMe-oF装置110可以经由一个或多个内部链路171、172(例如，通过使用在NVMe-oF装置110内部并且连接到NVMe-oF装置110的主机的PCI-e X2链路)与U.2连接器120通信，以分别与所述一个或多个控制器141、142通信。
此外，为了使NVMe-oF装置110能够与所述一个或多个控制器141、142通信，NVMe-oF装置110可以经由一个或多个外部以太网端口181、182(例如，在NVMe-oF装置110外部的以太网端口)通过U.2连接器120和中间平面130进行通信，其中所述一个或多个外部以太网端口181、182分别对应于内部以太网端口161、162。因此，外部以太网端口181、182可以经由到内部以太网端口161、162的连接而连接到NVMe-oF装置110。U.2连接器120还可以经由一个或多个外部链路(例如，在NVMe-oF装置110外部的外部PCI-e X2链路191、192)通过中间平面130进行通信。
因此，如上所述，通过位于NVMe-oF装置110上的U.2连接器120对通信进行路由，NVMe-oF装置110可以使用PCI-e或以太网技术通过中间平面130将通信信号发送到所述一个或多个控制器141、142或通过中间平面130接收来自所述一个或多个控制器141、142的通信信号。
例如，NVMe-oF装置110和中间平面130之间的以太网通信可以经由SAS引脚(即，串行连接的SCSI(小型计算机系统接口)引脚)来完成。因此，NVMe-oF装置110(其可以是eSSD)可以插入到连接到U.2连接器120的中间平面上的槽中，以实现NVMe-oF装置110和中间平面130之间的通信。此外，在某些模式下外部PCI-e X2链路191、192也可以实现中间平面130与NVMe-oF装置110之间的通信。
中间平面130可以经由分别对应于外部以太网端口181、182的一个或多个以太网连接143、144或者经由分别对应于外部PCI-e X2链路191、192的一个或多个PCI-e链路145、146与所述一个或多个控制器141、142通信(例如，一个以太网连接和一个PCI-e链路对应于控制器141、142中的每一个)。例如，一个以太网连接143可以用作数据路径，另一个以太网连接144可以用作控制路径，或者可以用于NVMe-oF装置110的可管理性。
此外，NVMe-oF装置110可以与一个或多个管理组件126或与一个或多个传感器128或其他控制器通信。NVMe-oF装置110可以通过U.2连接器120经由预先存在的引脚123和124执行这种通信。虽然SMBus协议可以用于与管理组件126通信，但NVMe-oF装置110还可以使用CAN协议通过U.2连接器经由CAN总线与传感器128或其他控制器通信。
应该注意的是，虽然本实施例描述了不管启用CAN协议还是启用SMBus模式都与中间平面130通信，但是在其他实施例中，根据应用本实施例的相应环境的空间和网络限制，外部以太网端口181、182和外部PCI-e通道191和192可绕过或不使用中间平面130(例如，在汽车环境中，当使用CAN通信并且不存在中间平面时，如图2的存储器系统200中所示)。因此，根据本发明的eSSD可以像在数据中心环境中使用一样容易地在汽车环境中使用。
如从图2中可以看出的，当省略中间平面130时，PCI-e链路145、146和以太网连接143、144也可以被省略，并且中间平面130可以由轻量级聚合器中间平面133来替代。聚合器中间平面133与图1所示实施例的中间平面130的不同之处在于聚合器中间平面133具有更有限的扇出能力/具有更少量的可以连接到指定输出的输入。例如，不同于图1的实施例的中间平面130(其可以在数据中心中使用以能够将大量数据传送到大量的单独装置)，图2中所示的实施例的聚合器中间平面133可以相对小，甚至与简单的物理适配器一样小。也就是说，聚合器中间平面133可以有效地将所有的以太网和PCI-e物理连接插入装置的适当的U.2引脚。在本公开的一些实施例中，简单的小型ASIC将足以运行聚合器中间平面133从而实现通信。因此，所述一个或多个控制器141、142可以经由外部PCI-e X2链路191、192和外部以太网端口181、182直接连接到U.2连接器120。
应该注意的是，在其他实施例中，中间平面130和聚合器中间平面133都可以完全不存在(例如，当仅将NVMe-oF装置110的单个eSSD连接到单个外部装置(例如，控制器中的第一控制器141)时)。
此外，如图1所示的实施例那样，NVMe-oF装置110可以使用SMBus协议或CAN协议经由U.2连接器120上的预先存在的引脚123和124与管理组件126和传感器128或其它控制器通信。在本实施例中，NVMe-oF装置110可以使用SMBus协议与管理组件126通信，并且可以使用CAN协议与传感器128通信。例如，一个引脚123可用于向管理组件126或传感器128发送传输，而另一个引脚124可用于接收来自管理组件126或传感器128的传输。
图1和图2中所示的实施例的NVMe-oF装置110还包括可配置的模式选择引脚/可配置位106，以选择装置是使用SMBus管理协议还是CAN协议来操作。模式选择引脚/可配置位106可以是U.2连接器120的引脚。因此，NVMe-oF装置110可以选择使用CAN协议或SMBus协议来与所述一个或多个控制器141、142通信。NVMe-oF装置110可以使用NVMe-oF装置110的U.2连接器上现有的SMBus引脚123、124(例如，引脚E23和E24)进行通信，其中SMBus引脚123、124可具有与其连接并且也连接到任何具有CAN能力的装置(例如，应用了本实施例的汽车的电子控制器，其可以是本实施例的控制器141、142之一)的120欧姆电缆。模式选择引脚/可配置位106可以是U.2连接器上的引脚(例如，供应商保留的引脚E6，或NVMe-oF装置110的引脚S15)，或者可以是在装置自配置期间可被设置为VPD的一部分的可配置位。因此，可以在汽车或航空航天应用以及IT应用中使用相同的NVMe-oF装置110，而不需要修改。
在本实施例中，NVMe-oF装置110还包括根据模式选择引脚106进行控制的多路复用器(MUX)108，使得NVMe-oF装置110可以经由引脚123、124与CAN或SMBus通信。因此，MUX108连接到两个或更多个不同的协议引擎，并且基于提供给模式选择引脚106的电压(或者基于相应的可配置位106的位值)，NVMe-oF装置110使用SMBus协议或CAN协议进行通信。在其他实施例中，可以省略MUX 108，并且NVMe-oF装置110可以使用专用SMBus通道以及专用CAN通道，从而使得NVMe-oF装置110能够同时参与SMBus通信和CAN通信。
在一个实施例中，可以将模式选择引脚106(其在其他实施例中可以被实现为可配置位)设置为低以在正常模式下被驱动，由此实现SMBus通信协议。当将模式选择引脚106驱动为高时，可以设置特殊模式以使用CAN协议来在NVMe-oF装置110和外部装置(例如，控制器141、142之一或者连接到NVMe-oF装置110的计算机/处理器)之间进行通信。因此，在一些实施例中，两个先前定义的SMBus引脚123、124(例如，SMBus引脚E23和E24)可以用于CAN接口。也就是说，如果使用模式选择引脚106选择CAN模式，则两个先前定义的SMBus引脚123、124可以用于CAN接口(例如，一个引脚123用于发送(Tx)而另一个引脚124用于接收(Rx))。
根据上述实施例，现有的中间平面130和现有的连接器120可以与NVMe-oF装置110一起使用而不需要重新设计，在其它情形下可能由于添加新的引脚而导致重新设计。此外，NVMe-oF装置110可以针对所有标准特征和应用经由以太网、经由PCI-e X2以及经由CAN传送数据，并且任何SSD能够使用CAN或SMBus有效地进行通信。这可以在汽车实施例中提供益处，因为可以省略中间平面130或者大大降低其容量。也就是说，汽车环境中的NVMe-oF装置110可以省略PCI-e链路145、146、191、192，并且可以选择仅使用以太网来实现与所述一个或多个控制器141、142的通信。也就是说，在用于汽车环境的本发明的实施例中，NVMe-oF装置110(例如，eSSD)的存储器驱动器可以直接连接到所述一个或多个控制器141、142，以通过以太网或通过CAN进行通信，并且因此可以通过CAN通信直接与各种汽车监控组件接合。
此外，由于规模经济，每单位NVMe-oF装置110的制造成本可以较低，因为可以在IT行业、汽车行业或航空航天行业中使用相同的NVMe-oF装置110。也就是说，NVMe-oF装置110的通用性使得其能够在多个产品/机架中使用，这意味着NVMe-oF装置110可以在具有全功能的控制器和中间平面的数据中心中使用，也可以在具有容量缩减的简约的中间平面或甚至根本没有中间平面的汽车中使用。此外，NVMe-oF装置110可以使用标准接口(例如，连接器120)，并且可以使用为管理职责保留的SMBus。此外，本公开的实施例可以使用现场可编程门阵列(FPGA)来实现，由此实现基于相应的微芯片的专业计算，并且CPU的性能可以根据应用而改变。
因此，采用所公开的实施例的存储装置可用于IT行业以及汽车和航空航天行业。根据所描述的实施例，可以通过在标准的U.2连接器上提供控制器区域网(CAN)支持来改进标准的网络上NVMe SSD以支持汽车行业。通过使用模式选择引脚来在通信协议之间切换，存储器装置能够在汽车环境中有效地通信，同时确保重要的实时通信不被中断。
以上是对一些实施例的说明，而不应被解释为对其的限制。尽管已经描述了一些实施例，但是本领域技术人员将容易地认识到，在实质上不脱离本发明构思的新颖教导和优点的情况下，可以在一些实施例中进行许多修改。因此，所有这样的修改旨在被包括在如权利要求中所限定的本发明构思的范围内。因此，应当理解的是，前述内容是对各种一些实施例的说明，而不应被解释为限于所公开的特定的一些实施例，并且对所公开的一些实施例的修改以及其它一些实施例旨在被包括在所附权利要求及其功能等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种存储器装置，构造为与一个或多个外部装置通信，所述存储器装置包括可配置位或模式选择引脚，所述可配置位或模式选择引脚用于确定所述存储器装置使用两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信，
其中，所述两种或更多种不同的通信协议至少包括控制器区域网协议和系统管理总线协议。
2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述存储器装置还包括以太网固态驱动器或结构上高速非易失性存储器装置。
3.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述存储器装置还包括多路复用器，其构造为由所述模式选择引脚或所述可配置位控制以选择所述存储器装置使用所述两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信。
4.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述存储器装置构造为使用U.2连接器、M.2连接器或M.3连接器用于耦接到所述一个或多个外部装置。
5.根据权利要求4所述的存储器装置，其中，所述可配置位或所述模式选择引脚在所述U.2连接器的引脚处是可配置的。
6.根据权利要求4所述的存储器装置，其中，所述U.2连接器包括能够重新构造为接收系统管理总线协议通信或控制器区域网协议通信的两个引脚。
7.根据权利要求4所述的存储器装置，其中，所述模式选择引脚包括供应商保留的引脚。
8.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述可配置位构造为在所述存储器装置自配置期间被设置。
9.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，所述存储器装置可配置为经由中间平面与所述一个或多个外部装置通信。
10.一种存储器系统，包括：
一个或多个外部装置；以及
存储器装置，其构造为与所述一个或多个外部装置通信，并且包括可配置位或模式选择引脚，所述可配置位或模式选择引脚用于确定在所述存储器装置和所述一个或多个外部装置之间使用两种或更多种不同的通信协议中的哪一种，
其中，所述两种或更多种不同的通信协议至少包括控制器区域网协议和系统管理总线协议。
11.根据权利要求10所述的存储器系统，其中，所述存储器装置包括以太网固态驱动器或结构上非易失性存储器装置。
12.根据权利要求10所述的存储器系统，其中，所述存储器装置还包括多路复用器，其构造为由所述可配置位或所述模式选择引脚控制以选择所述存储器装置使用所述两种或更多种不同的通信协议中的哪一种来与所述一个或多个外部装置通信。
13.根据权利要求10所述的存储器系统，还包括耦接到所述存储器装置并耦接到所述一个或多个外部装置的U.2连接器、M.2连接器或M.3连接器。
14.根据权利要求13所述的存储器系统，其中，所述可配置位或所述模式选择引脚在所述U.2连接器的引脚处是可配置的。
15.根据权利要求13所述的存储器系统，其中，所述模式选择引脚包括供应商保留的引脚。
16.根据权利要求13所述的存储器系统，其中，所述U.2连接器包括能够重新构造为接收系统管理总线协议通信或控制器区域网协议通信的两个引脚。
17.根据权利要求10所述的存储器系统，其中，所述可配置位构造为在所述存储器装置自配置期间被设置。
18.根据权利要求10所述的存储器系统，还包括中间平面，其在所述存储器装置和所述一个或多个外部装置之间以使得所述存储器装置能够与所述一个或多个外部装置通信。
19.一种选择至少两种不同的通信协议中的一种通信协议以由存储器装置用来与外部装置通信的方法，所述方法包括步骤：
通过提供电压至所述存储器装置的模式选择引脚或通过对所述存储器装置的位进行配置来选择模式；以及
根据所选择的模式经由所述存储器装置的引脚与所述外部装置通信。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述选择模式的步骤包括选择特殊模式来使用控制器区域网作为通信协议；并且
使用系统管理总线引脚作为所述存储器装置的引脚在所述存储器装置和其他电子装置之间执行控制器区域网通信。
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