CN112631854A - 存储控制器、存储装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式提供一种可在不阻碍存储装置中的数据存取下提升温度测定可靠性的存储控制器、存储装置及其控制方法。实施方式的存储控制器控制存储装置，该存储装置具备：存储部，具有测量温度的温度传感器，存储控制器是：通过指定的指令的发行而对所述存储部更新温度测量值，且具备计时器，该计时器测量从指定的指令的最后发行起的时间，在时间成为指定值以上的情况下，通过第1指令的发行而对存储部更新温度测量值，且通过第2指令的发行而从存储部获取温度测量值。

Description

存储控制器、存储装置及其控制方法
[相关申请案]
本申请案享有以日本专利申请2019-172185号(申请日：2019年9月20日)为基础申请案的优先权。本申请案因参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种存储控制器、存储装置及其控制方法。
背景技术
在存储装置中，必须监控温度，以免超过装载零件的保证温度范围。因此，在存储装置的衬底上设置温度传感器，进行温度测定。然而，存在热源与温度传感器的距离造成的测定误差。
而且，设置在存储芯片的温度传感器采用的是被输入指定的数据存取指令时测定温度的构成。因此，存在为进行温度测定导致阻碍存储装置中的数据存取的可能性。
发明内容
本发明的实施方式是提供一种可在不阻碍存储装置中的数据存取下提升温度测定可靠性的存储控制器、存储装置及其控制方法。
实施方式的存储控制器控制存储装置，该存储装置具备：存储部，具有测量温度的温度传感器，存储控制器是：通过指定的指令的发行而对所述存储部更新温度测量值，且具备计时器，该计时器测量从指定的指令的最后发行起的时间，在时间成为指定值以上的情况下，通过第1指令的发行而对存储部更新温度测量值，且通过第2指令的发行而从存储部获取温度测量值。
附图说明
图1是说明实施方式的存储装置的硬件构成的一例的图。
图2是说明实施方式的存储装置的详细动作的流程图。
图3是说明实施方式的存储装置的具体动作的图。
图4是说明实施方式的存储装置的另一具体动作的图。
具体实施方式
接着，参照附图，对较佳的实施方式进行说明。
图1是说明实施方式的存储装置的硬件构成的一例的图。
存储装置10是为了对作为PC(Personal Computer，个人计算机)、工作站、或服务器装置等信息处理装置构成的主机装置40读取数据而进行存取。存储装置10是例如SSD(Solid State Drive，固态驱动器)。
存储装置10具备控制器11、易失性存储器12、非易失性存储器13。
控制器11控制存储装置10整体。易失性存储器12作为控制器11的工作区等发挥功能。非易失性存储器13存储主机装置40执行的程序及数据、以及MPU(microprocessorunit，微处理器单元)21执行的程序等。
接着，对控制器11的详细构成进行说明。控制器11具有：MPU21、主机接口(主机I/F)22、监控计时器(Watchdog timer)单元23、缓冲器24、易失性存储控制器25、ECC处理部26、及非易失性存储控制器27。控制器11的各要素经由通信总线(地址总线+数据总线)28而相互连接。
MPU21对于收到的写入指令，向对应的物理地址所示的存储芯片31的存储区域进行数据写入。而且，MPU21对于收到的读出指令，将从存储芯片31的存储区域读出的数据输出。
主机接口(主机I/F)22进行存储装置10与主机装置40之间的通信。
监控计时器单元23具备多个在非易失性存储器13的温度测定未实施指定时间以上时成为超时的计时器。
缓冲器24暂时地存储从主机装置40收到的数据、及经由控制器11从存储芯片31读出的数据。缓冲器24进行各种数据的缓存。
易失性存储控制器25进行易失性存储器12的控制。
ECC处理部26进行ECC(Error Correcting Code，纠错码)处理。ECC处理部26对于从主机装置40经由主机I/F22接收且暂时存储在缓冲器24的写入数据，赋予纠错码(ECC)。被ECC处理部26赋予纠错码的写入数据经由控制器11写入至非易失性存储器13。
非易失性存储控制器27进行非易失性存储器13的控制。
接着，对非易失性存储器13的详细构成进行说明。非易失性存储器13具备可并列动作的多个存储芯片31。各存储芯片31具有温度传感器32及芯片控制器33。
温度传感器32检测存储芯片31的温度，将温度检测信号输出。芯片控制器33在被输入指定指令(主要为数据存取指令)时，基于来自温度传感器32的温度检测信号，作为检测温度数据进行更新。芯片控制器33根据指定的温度读出指令，输出检测温度数据。芯片控制器33具备可更新地存储检测温度数据的RAM、及快闪存储器等未图示的存储器。
接着，说明存储装置10将收到的数据写入至存储芯片31的动作概要。
存储装置10的控制器11经由主机I/F22，收到作为包含逻辑地址及写入数据的数据存取指令的写入指令后，使缓冲器24暂时地存储写入数据。暂时地存储在缓冲器24中的写入数据被ECC处理部26赋予纠错码。被赋予纠错码的写入数据经由非易失性存储控制器27，写入至与逻辑地址对应的物理地址所示的存储芯片31的存储区域。与逻辑地址对应的物理地址可通过参照易失性存储器12中存储的未图示的地址转换表而获得。
接着，说明从存储装置10的存储芯片31读出数据的动作概要。
存储装置10的控制器11经由主机I/F22，收到作为包含逻辑地址的数据存取指令的读出指令后，经由非易失性存储控制器27，从与逻辑地址对应的物理地址所示的存储芯片31的存储区域将读出数据读出。与逻辑地址对应的物理地址可通过参照易失性存储器12中存储的未图示的地址转换表而获得。存储装置10的控制器11使缓冲器24暂时地存储读出数据。暂时地存储在缓冲器24的读出数据通过ECC处理部26，检查是否存在错误。当存在错误时，ECC处理部26使用赋予至读出数据的纠错码，纠正错误，且将纠错码删除。而且，当不存在错误时，ECC处理部26将赋予至读出数据的纠错码删除。ECC处理部26使缓冲器24暂时地存储已删除纠错码的读出数据。控制器11经由主机I/F22，将已删除纠错码的读出数据输出。
另外，ECC处理部26如图1所示以与总线连接的集成电路(硬件电路)而实现，但不限于此，也可通过CPU6执行程序而实现。
接着，说明实施方式的存储装置10的详细动作。图2是说明实施方式的存储装置10的详细动作的流程图。在存储装置10启动时，构成监控计时器单元23的所有计时器设为再启动。而且，图2所示的处理是利用中断计时器每隔指定时间重复进行的处理。
控制器11的MPU21判断当前时刻是否为温度读出时机(S11)。所谓当前时刻为温度读出时机是指从上一次温度读出时机经过指定时间的时刻为当前时刻。上一次温度读出时机例如存储在非易失性存储器。另外，在存储装置10启动时，例如在从存储装置10启动时经过指定时间的时刻设定初次的温度读出时机。
在S11的判断中，并非温度读出时机时(S11；否(No))，MPU21判断监控计时器单元23中是否存在已超时的计时器(S12)。
在S11的判断中，为温度读出时机时(S11；是(Yes))，控制器11的MPU21将温度读出指令经由NAND控制器发送至存储芯片31(S17)。接着，MPU21结束处理(结束)。当收到温度读出指令后，存储芯片31的芯片控制器33从温度传感器32，读出检测温度数据。接着，存储芯片31的芯片控制器33将检测温度数据发送至控制器11。
在S12的判断中，不存在已超时的计时器时(S12；否)，MPU21对任一存储芯片31，判断在上一次温度读出时机之后是否已发行作为存取指令的写入指令、读出指令或擦除指令中的任一指令(S13)。另外，在从存储装置10启动时起，一次也未出现温度读出时机时，判断从存储装置10启动时随后是否已发行作为存取指令的写入指令、读出指令或擦除指令中的任一指令。
在S13的判断中，MPU21未对所有的存储芯片31发行存取指令时(S13；否)，再次将处理转移至S11。
在S13的判断中，对任一存储芯片31已发行存取指令时(S13；是)，MPU21将与收到该存取指令的对应的存储芯片31对应的计时器再启动(S14)。接着，MPU21结束处理(结束)。
在S12的判断中存在已超时的计时器时(S12；是)，MPU21使该计时器再启动(S15)。接着，MPU21对与该计时器对应的一个或多个存储芯片31的芯片控制器33，发行伪存取指令作为指定指令(S16)。接着，MPU21结束处理(结束)。收到伪存取指令的一个或多个存储芯片31的芯片控制器33将检测温度数据更新。
因此，所有的存储芯片31即便未收到存取指令，也至少在计时器的超时时间内，更新一次检测温度数据。
此处，对实施方式的存储装置10的具体动作进行说明。图3是说明实施方式的存储装置10的具体动作的图。在图3中，以实线模拟地显示构成监控计时器单元的一个计时器的计数值增加。纵轴为计时器计数值，横轴为时间。时刻t4与时刻t5的时间差设为未达到计时器的超时时间者。
在以下说明中，对于MPU21作为存取指令发行用以从存储芯片31读出数据的读出指令R-C及用以将数据写入至存储芯片31的写入指令W-C的情形进行说明。
如图3所示，若在时刻t1中，从MPU21输出读出指令R-C，则在非易失性存储控制器27的控制下，存储芯片31的控制器将对应的数据读出后输出。存储芯片31的控制器使温度传感器更新检测温度数据。
与此并行地，MPU21使与成为该读出指令R-C的对象的存储芯片31对应的监控计时器单元23的计时器再启动。在使计时器再启动后，计时器的计数值从0开始逐渐地增加。
接着，若在时刻t2中，再次从MPU21输出读出指令R-C，则存储芯片31的控制器使温度传感器更新检测温度数据。MPU21使与成为该读出指令R-C的对象的存储芯片31对应的监控计时器单元23的计时器再启动。在时刻t3及时刻t4中也情况相同。
此后，在时刻t5中，从MPU21输出写入指令W-C。在非易失性存储控制器27的控制下，存储芯片31的控制器写入与写入指令W-C对应的数据，并且使温度传感器更新检测温度数据。
与此并行地，MPU21使监控计时器单元23中与对应于该存取指令的存储芯片31对应的计时器再启动。在将计时器再启动后，计时器的计数值从0开始逐渐地增加。
此后，在时刻t6及时刻t7中，从MPU21输出写入指令W-C时，也同样地实施数据写入、检测温度数据更新及计时器再启动。
图4是说明实施方式的存储装置10的另一具体动作的图。图4是以实线模拟地显示监控计时器单元23的一个计时器的计数值增加。纵轴为计时器计数值，横轴为时间。如图4所示，在时刻t11中，从MPU21输出读出指令R-C后，在非易失性存储控制器27的控制下，存储芯片31的控制器将对应的数据读出后输出。存储芯片31的控制器使温度传感器更新检测温度数据。
与此并行地，MPU21使与成为该读出指令R-C的对象的存储芯片31对应的计时器再启动。在将计时器再启动后，计时器的计数值从0开始逐渐地增加。
接着，若在时刻t12中，再次从MPU21输出读出指令R-C，则存储芯片31的芯片控制器33将检测温度数据更新。MPU21使与成为该读出指令R-C的对象的存储芯片31对应的计时器再启动。在时刻t13中也情况相同。
此后，若在时刻t14中，时刻t13中再启动的计时器超时，则该计时器将此结果通知MPU21。
收到通知后，MPU21使通知源的计时器再启动。在将计时器再启动后，计时器的计数值从0开始逐渐地增加。接着，MPU21对与通知源的计时器对应的存储芯片31的芯片控制器33，输出检测温度数据更新指令TD-C作为伪存取指令。
在收到检测温度数据更新指令TD-C后，存储芯片31的芯片控制器33将温度检测数据更新。
与此并行地，MPU21使与该存储芯片31对应的计时器再启动。在将计时器再启动后，计时器的计数值从0开始逐渐地增加。
此后，在时刻t15及时刻t16中，从MPU21输出写入指令W-C时，实施数据写入、检测温度数据更新及计时器再启动。
MPU21对某一存储芯片31，从包含检测温度数据的更新的上一次存取指令发行起经过指定时间以上的时间(相当于计时器中预先设定的超时时间的时间)时，对该存储芯片31发行用以使存储芯片31的芯片控制器33进行检测温度数据更新的伪存取指令。因此，至少在每个相当于监控计时器中预先设定的超时时间的时间，更新检测温度数据。
另外，MPU21在用以使存储芯片31的芯片控制器33进行检测温度数据更新的伪存取指令发行后，立即发行用以进行检测温度数据读出的指令(TR-C)，由此，便可获得最新的检测温度数据。读出指令TR-C可与数据写入、读出、擦除等存取指令不同步地发行。
根据实施方式的存储装置10，存储芯片31所具备的温度传感器的检测温度数据的更新可在避免不必要地阻碍存储芯片31的数据存取下进行。而且，根据实施方式的存储装置10，至少在计时器的超时时间内，将检测温度数据更新一次。因此，不会因长期未更新导致检测温度数据的可靠性低下。
以上说明中，对存储装置10的主机I/F的接口规格详细地进行了描述，但可使用SATA(Serial AT Attachment，串行AT附件)、SAS(Serial Attached SCSI，串行连接SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口))、或PCIe(PeripheralComponent Interconnect Express，快速外设组件互连)等接口规格而与主机装置40连接。在此时，存储装置10既可为使用逻辑地址(LBA：Logical Block Address)存取数据的块存储，或者也可为利用乙太网络连接，存取与被称为键的任意长度的数据建立关联的可变长度的数据的键值驱动(Key-Value Drive)。
存储装置10也可在例如数据中心、云系统、或核心系统等中，用作与服务器装置等的主机连接的SSD。另外，存储装置10既可为存储有OS(Operating System，操作系统)等数据的信息处理装置(例如，主机装置40)中内置的SSD，也可为从外部连接到信息处理装置的外置型SSD。
而且，由实施方式的控制器11的MPU21执行的程序可以例如可安装形式或可执行形式的档案文件，由存储卡、SSD(Solid State Drive)等半导体存储装置、DVD(DigitalVersatile Disk，数字多用途光盘)等计算机可读取的存储媒体存储、提供。
而且，由实施方式的控制器11的MPU21执行的程序是存储在与因特网等网络连接的计算机上，且可通过经由网络下载而提供。而且，由实施方式的SSD控制器3的CPU6执行的程序也可经由因特网等网络而提供或分配。而且，由实施方式的控制器11的MPU21执行的程序也可预先组装在ROM(Read Only Memory，只读存储器)等而提供。
而且，由实施方式的控制器11的MPU21执行的程序成为用以在计算机上实现由MPU21执行的各功能的模块构成。作为实际的硬件通过CPU6从存储装置(DRAM5或NAND型快闪存储器4)将程序读出后执行而在存储装置1上实现各功能。
如以上所述说明了本发明的实施方式，但该实施方式是以示例而提示者，并未意图限定发明的范围。该新颖的实施方式可以其他各种方式实施，且在不脱离发明精神的范围内，可进行各种省略、置换、及变更。该实施方式及其变化包含在发明的范围及精神，并且包含在权利要求中记载的发明及其同等的范围中。
[符号的说明]
10 存储装置
11 控制器
12 易失性存储器
13 非易失性存储器
21 MPU
22 主机接口(主机I/F)
23 监控计时器单元
24 缓冲器
25 易失性存储控制器
26 ECC处理部
27 非易失性存储控制器
31 存储芯片
32 温度传感器
33 芯片控制器
40 主机装置

Claims (6)

1.一种存储控制器，其特征在于：控制存储装置，所述存储装置具备：存储部，具有测量温度的温度传感器，
所述存储控制器是：
通过指定的指令的发行而对所述存储部更新温度测量值，且
具备计时器，该计时器测量从所述指定的指令的最后发行起的时间，
在所述时间成为指定值以上的情况下，通过第1指令的发行而对所述存储部更新所述温度测量值，且
通过第2指令的发行而从所述存储部获取所述温度测量值。
2.一种存储装置，其特征在于：可通过指定的指令的发行而使具有温度传感器的存储部进行通过所述温度传感器的温度测量，並更新温度测量值，且所述存储装置具备：
计时器，测量从最后的所述指定的指令的发行时机起的时间；及
控制部，在所述时间成为指定值以上的情况下，对所述存储部，发行用来使所述温度测量值更新的指令。
3.根据权利要求2所述的存储装置，其特征在于：
所述存储部设置有多个，
所述计时器设置在每一所述存储部，
所述控制部在所述情况下，对与该计时器对应的所述存储部，发行用来使所述温度测量值更新的指令。
4.根据权利要求2或3所述的存储装置，其特征在于：
所述存储部以NAND快闪存储器构成。
5.根据权利要求4所述的存储装置，其特征在于：
所述指定的指令是包括数据写入、数据读出及数据擦除的指令。
6.一种存储装置的控制方法，其特征在于：控制存储装置，所述存储装置具备：存储部，具有测量温度的温度传感器，且
所述控制方法：
通过指定的指令的发行而对所述存储部更新温度测量值，
在所述指定的指令的最后发行起经过指定时间以上的情况下，对所述存储部更新所述温度测量值，
从所述存储部，获取所述温度测量值。
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