專(zhuān)利名稱(chēng)：一種固態(tài)存儲(chǔ)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，主要是指一種符合eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范的固態(tài)存儲(chǔ)模塊。具體是一種安裝有存儲(chǔ)器芯片、主控器芯片，主機(jī)接口采用郵票孔焊盤(pán)技術(shù)封裝的，符合eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范，且上述協(xié)議規(guī)范的實(shí)現(xiàn)是由主控器芯片和加載在主控器芯片上的相應(yīng)固件共同完成，適用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和安裝操作系統(tǒng)的印制線(xiàn)路板模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展，產(chǎn)生了龐大的信息量，而半導(dǎo)體技術(shù)也在不斷地提高，使得爆炸發(fā)展的信息量能夠在基于半導(dǎo)體技術(shù)的存儲(chǔ)介質(zhì)中保存和傳播。使用比較廣泛的基于半導(dǎo)體技術(shù)的存儲(chǔ)介質(zhì)是Flash存儲(chǔ)器。它包括NOR Flash存儲(chǔ)器和NAND Flash存儲(chǔ)器。其中，NAND Flash存儲(chǔ)器因?yàn)榧啥雀?，容量大，成本低，讀寫(xiě)速度快，不易揮發(fā)，保存時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，在各行各業(yè)的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。但是，NAND Flash存儲(chǔ)器因?yàn)槠錁?gòu)成原理的特性所限，在根源上存在很多問(wèn)題，包括讀寫(xiě)壽命限制，塊擦除限制，壞塊，比特誤碼率等。而且不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的NAND Flash存儲(chǔ)器，其指令和參數(shù)等各方面也有所差異。所以要用好NAND Flash存儲(chǔ)器，使其性能和穩(wěn)定性得到最好的發(fā)揮，必須要有相應(yīng)的技術(shù)手段來(lái)解決這些問(wèn)題。而這些技術(shù)手段會(huì)涉及到很多算法。這些算法需要設(shè)計(jì)者在NAND Flash存儲(chǔ)器領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，才能做好。這對(duì)于要用到NAND Flash存儲(chǔ)器的普通電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)非常難跨越的技術(shù)難點(diǎn)。為解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在基本上采用了各種模塊的方式，把對(duì)NAND Flash存儲(chǔ)器的管理模塊化，做成符 合某種通用標(biāo)準(zhǔn)的接口，從而利于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者的開(kāi)發(fā)使用。這些標(biāo)準(zhǔn)接口中被普遍用到包括MMC、eMMC、SD等。MMC(MultiMedia Card)是1997年由西門(mén)子和SanDisk推出的一種存儲(chǔ)卡，中文譯為多媒體卡，有相應(yīng)的MMC協(xié)議規(guī)范。它廣泛用于各種便攜式設(shè)備。eMMC (Embedded MultiMedia Card)為MMC協(xié)會(huì)所訂立的內(nèi)嵌式存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。eMMC的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是在封裝中集成一個(gè)控制器，它提供標(biāo)準(zhǔn)接口并管理Flash存儲(chǔ)器，使得主芯片廠(chǎng)商能專(zhuān)注于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的其它部分，并縮短向市場(chǎng)推出產(chǎn)品的時(shí)間。SD(Secure Digital)是一種記憶卡接口標(biāo)準(zhǔn)。這種記憶卡全稱(chēng)是Secure DigitalMemory Card,中文譯為安全數(shù)碼卡，或者直接稱(chēng)為SD卡。它是由松下、東芝和SanDisk公司于1999年8月共同開(kāi)發(fā)研制，廣泛地應(yīng)用于攜帶型裝置上，例如數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人數(shù)碼助理和多媒體播放器等。其中，eMMC接口由于各項(xiàng)性能指標(biāo)的優(yōu)異性，得到了廣泛的應(yīng)用和普及。目前所有的eMMC模塊均是將主控器芯片和NANDFlash存儲(chǔ)器芯片高密度集成在一個(gè)BGA封裝的芯片中，雖然集成度高，但也存在一些明顯的問(wèn)題，比如封裝周期長(zhǎng)，影響產(chǎn)品工期；一個(gè)芯片只有一種容量，不同的容量需要備不同的貨，備貨成本高；BGA的焊接工藝復(fù)雜，主板設(shè)計(jì)和材料成本以及裝配成本相對(duì)較高。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種新的固態(tài)存儲(chǔ)模塊的，既符合NANDFlash存儲(chǔ)器管理的模塊化，又能解決BGA封裝的各種不利因素，讓電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者對(duì)NANDFlash存儲(chǔ)器的使用真正做到簡(jiǎn)單方便而又實(shí)惠。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種符合eMMC協(xié)議規(guī)范的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，在保留eMMC芯片不用改變硬件結(jié)構(gòu)，就很容易升級(jí)，適合存儲(chǔ)程序代碼和安裝主機(jī)操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，克服eMMC芯片制程周期長(zhǎng)，成本高的不足，并且能方便地嵌入主機(jī)的主板上。本實(shí)用新型也可是符合MMC、或者SD協(xié)議規(guī)范的固態(tài)存儲(chǔ)模塊。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型所述固態(tài)存儲(chǔ)模塊是一個(gè)包括安裝以下部件的印制線(xiàn)路板，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器芯片，一個(gè)主控器芯片，若干個(gè)主機(jī)接口引腳。所述印制線(xiàn)路板的接口符合eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范。所述存儲(chǔ)器芯片是NAND Flash存儲(chǔ)器芯片，焊接在印制線(xiàn)路板上，其引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板上的布線(xiàn)與主控器芯片的對(duì)應(yīng)引腳相連。所述主控器芯片焊接在印制線(xiàn)路板上，其引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板上的布線(xiàn)分別與存儲(chǔ)器芯片的對(duì)應(yīng)弓I腳和主機(jī)接口的對(duì)應(yīng)引腳相連。所述主機(jī)接口引腳采用郵票孔焊盤(pán)的技術(shù)進(jìn)行封裝，至少包括八個(gè)數(shù)據(jù)引腳，一個(gè)命令腳，一個(gè)時(shí)鐘輸入腳以及電源腳和接地腳。本實(shí)用新型的有益效果是:`[0019]用戶(hù)使用本實(shí)用新型，只要`按照標(biāo)準(zhǔn)的eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議就可以正確訪(fǎng)問(wèn)NAND Flash存儲(chǔ)器芯片，而不需再考慮對(duì)NAND Flash存儲(chǔ)器芯片的復(fù)雜管理。用戶(hù)使用本實(shí)用新型，只要采用回流焊接的表面貼片工藝，就能滿(mǎn)足所述郵票孔焊盤(pán)的焊接，裝配非常方便，也能被方便的移除。用戶(hù)使用本實(shí)用新型，不存在封裝周期問(wèn)題，不會(huì)影響產(chǎn)品的工期。用戶(hù)使用本實(shí)用新型，可以靈活采購(gòu)模塊各部件，降低備貨成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型組成框圖。圖2是本實(shí)用新型模塊實(shí)例的示意圖。圖3是本實(shí)用新型模塊實(shí)例的設(shè)計(jì)原理圖。圖4是本實(shí)用新型模塊實(shí)例的機(jī)械設(shè)計(jì)圖。圖中標(biāo)號(hào):1.印制線(xiàn)路板，2.存儲(chǔ)器芯片，3.主控器芯片，4.郵票孔接口，5.主機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。[0031]此次所說(shuō)明的附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。圖1是本實(shí)用新型組成框圖，如圖1所示，在印制線(xiàn)路板(I)上，焊接上存儲(chǔ)器芯片(2)和主控器芯片(3)。本印制線(xiàn)路板的主機(jī)接口采用郵票孔接口(4)與主機(jī)(5)相連。其中，主控器芯片(3)的引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板⑴上的布線(xiàn)分別與存儲(chǔ)器芯片(2)和郵票孔接口⑷對(duì)應(yīng)的引腳相連。主控器芯片⑶中的存儲(chǔ)器為ROM (Read Only Memory,只讀存儲(chǔ)器)，存儲(chǔ)有程序代碼。這個(gè)程序代碼是一個(gè)Boot代碼，也就是自啟動(dòng)代碼，在模塊上電的時(shí)候自動(dòng)啟動(dòng)，并在啟動(dòng)完成后，去訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器芯片(2)，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器芯片(2)中的固件讀到主控器芯片(3)的內(nèi)存中執(zhí)行。存儲(chǔ)器芯片(2)為NAND Flash存儲(chǔ)器芯片。根據(jù)用戶(hù)的需求，可以安裝一個(gè)NANDFlash存儲(chǔ)器芯片，也可以安裝多個(gè)NAND Flash存儲(chǔ)器芯片。存儲(chǔ)器芯片(2)的引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板(I)上的布線(xiàn)與主控器芯片(3)對(duì)應(yīng)的引腳相連。存儲(chǔ)器芯片(2)中的存儲(chǔ)器為RAM (Random Access Memory,隨機(jī)存儲(chǔ)器)，存儲(chǔ)有程序代碼。這個(gè)程序代碼是配合主控制器芯片(3)實(shí)現(xiàn)eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范的固件，會(huì)有Boot代碼在模塊上電后來(lái)讀取。郵票孔接口⑷至少包含八個(gè)數(shù)據(jù)腳、一個(gè)命令腳、一個(gè)時(shí)鐘輸入腳以及電源腳和接地腳，可根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需要，增添其它的引腳。在使用本實(shí)用新型時(shí)，將郵票孔接口
(4)引腳焊接到主機(jī)(5)的對(duì)應(yīng)的引腳上。本實(shí)用新型的工作流程為:I旲塊 上電后，王控器芯片(3)自動(dòng)啟動(dòng)Boot程序,完成后訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器芯片(2),將存儲(chǔ)器芯片(2)中的固件讀取到主控器芯片(3)的內(nèi)存中執(zhí)行，完成模塊初始化。寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程，在主機(jī)(5)發(fā)出寫(xiě)命令和寫(xiě)數(shù)據(jù)后，通過(guò)本實(shí)用新型的郵票孔接口
(4)的引腳傳到本印制線(xiàn)路板(I)上的主控器芯片(3)中，主控器芯片(3)中的固件根據(jù)eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范對(duì)命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和提取，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器芯片
(2)的存儲(chǔ)單元中，完成一次寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程。讀數(shù)據(jù)過(guò)程，在主機(jī)(5)發(fā)出讀數(shù)據(jù)的命令后，通過(guò)本實(shí)用新型的郵票孔接口(4)的引腳傳到本印制線(xiàn)路板⑴上的主控器芯片⑶中，主控器芯片⑶中的固件根據(jù)eMMC、或者M(jìn)MC、或者SD協(xié)議規(guī)范對(duì)命令進(jìn)行解析，得出讀取數(shù)據(jù)的位置和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，從存儲(chǔ)器芯片(2)的存儲(chǔ)單元中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)郵票孔接口(4)的引腳，將數(shù)據(jù)傳給主機(jī)(5)，完成一次讀數(shù)據(jù)過(guò)程。本實(shí)用新型的詳細(xì)描述主要通過(guò)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明。此處所稱(chēng)的“一個(gè)實(shí)例”，是指與所述實(shí)用新型實(shí)例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)和特性至少包含于本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在模塊實(shí)例中”并非都指一個(gè)實(shí)用新型實(shí)例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的方法、組成框圖、設(shè)計(jì)原理圖和示意圖中的各器件順序并非固定指代任何特定順序，也不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制。圖2是本實(shí)用新型模塊實(shí)例的示意圖。圖3是本實(shí)用新型模塊實(shí)例的設(shè)計(jì)原理圖。所述實(shí)用新型模塊實(shí)例是一塊安裝有一枚Micron L73A NAND Flash存儲(chǔ)器芯片(2)和一枚華瀾S283主控器芯片(3)的印制線(xiàn)路板(I)。所述實(shí)用新型模塊實(shí)例的印制線(xiàn)路板(I)與主機(jī)(5)的接口采用郵票孔焊盤(pán)技術(shù)進(jìn)行封裝，包含八個(gè)數(shù)據(jù)引腳HDATAO HDATA7，一個(gè)命令腳HCMD，一個(gè)時(shí)鐘輸入腳HCLK，兩個(gè)3.3V的電源供應(yīng)腳VDD33和三個(gè)接地腳GND。印制線(xiàn)路板(I)上的布線(xiàn)使郵票孔接口
(4)的引腳與S283主控器芯片(3)的對(duì)應(yīng)引腳相連，8283主控器芯片(3)的引腳與L73ANAND Flash存儲(chǔ)器芯片(2)的對(duì)應(yīng)引腳相連。所述印制線(xiàn)路板⑴上的接口符合eMMC協(xié)議規(guī)范。所述實(shí)用新型模塊實(shí)例的具體工作流程為:將主機(jī)(5)的引腳與所述實(shí)用新型實(shí)例模塊的對(duì)應(yīng)郵票孔接口(4)引腳焊接連在一起。所述印制線(xiàn)路板(I)的郵票孔接口(4)上的VDD33引腳接3.3V的電源，GND引腳接地，給本實(shí)用新型實(shí)例的整個(gè)模塊上電。所述主機(jī)(5)通過(guò)郵票孔接口(4)上的HCLK引腳向印制線(xiàn)路板⑴上的S283主控器芯片(3)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)郵票孔接口(4)上的HCMD引腳與印制線(xiàn)路板(I)上的S283主控器芯片(3)進(jìn)行命令交互，通過(guò)郵票孔接口(4)上的HDATAO HDATA7引腳與印制線(xiàn)路板(I)上的S283主控器芯片(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。所述S283主控器芯片(3)通過(guò)印制線(xiàn)路板(I)上的Flash_WE、Flash_RE、Flash_CLE、Flash_ALE等信號(hào)連線(xiàn)與L73A NAND Flash存儲(chǔ)器芯片(2)物理連接，在S283主控器芯片(3)的固件控制下，完成相互間的數(shù)據(jù)交互，包括讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)。圖4是本實(shí)用新型實(shí)例模塊 的機(jī)械設(shè)計(jì)圖。所述實(shí)用新型實(shí)例模塊尺寸為25mmX 30mmo上文對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了足夠詳細(xì)的具有一定特殊性的描述。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解。本實(shí)用新型模塊實(shí)例中的描述僅僅是示例性的。本實(shí)用新型不限于只嵌入一枚存儲(chǔ)器芯片，可以嵌入多枚存儲(chǔ)器芯片，也不限于上文所述實(shí)用新型模塊實(shí)例中的這一種存儲(chǔ)器芯片，可以嵌入多家公司的多種存儲(chǔ)器芯片。因此，本實(shí)用新型的尺寸也不限于上文所述實(shí)用新型模塊實(shí)例的實(shí)物尺寸。本實(shí)用新型會(huì)按照實(shí)際芯片的數(shù)量和尺寸，來(lái)設(shè)計(jì)印制線(xiàn)路板模塊的尺寸。并且，本實(shí)用新型的接口并不限于eMMC接口，可以做成MMC接口、或者SD接口。在不偏離本實(shí)用新型的真實(shí)精神和范圍的前提下做出的所有改變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍是由所述的權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限定的，而不是由上文所述的實(shí)用新型模塊實(shí)例的描述來(lái)限定的。
權(quán)利要求1.一種固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述固態(tài)存儲(chǔ)模塊是由安裝有一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器芯片，一個(gè)主控器芯片和若干個(gè)主機(jī)接口引腳的印制線(xiàn)路板構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述存儲(chǔ)器芯片是NAND Flash存儲(chǔ)器芯片，焊接在印制線(xiàn)路板上，其引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板的布線(xiàn)與主控器芯片的對(duì)應(yīng)引腳相連。
3.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述主控器芯片焊接在印制線(xiàn)路板上，其引腳通過(guò)印制線(xiàn)路板上的布線(xiàn)分別與存儲(chǔ)器芯片的對(duì)應(yīng)弓I腳和主機(jī)接口的對(duì)應(yīng)弓I腳相連。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述主機(jī)接口引腳采用郵票孔焊盤(pán)的技術(shù)進(jìn)行封裝，至少包含八個(gè)數(shù)據(jù)腳，一個(gè)命令腳，一個(gè)時(shí)鐘輸入腳以及電源腳和接地腳。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述印制線(xiàn)路板的接口符合eMMC、MMC, SD協(xié)議規(guī)范要求。
6.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)存儲(chǔ)模塊，其特征在于: 所述eMMC、MMC, SD協(xié)議規(guī)范的實(shí)現(xiàn)是由主控器芯片和加載在主控器芯片上的相應(yīng)固件共同完成的。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，主要是指一種符合eMMC協(xié)議規(guī)范的固態(tài)存儲(chǔ)模塊。具體是一種安裝有存儲(chǔ)器芯片、主控器芯片，主機(jī)接口采用郵票孔焊盤(pán)技術(shù)封裝的，符合eMMC協(xié)議規(guī)范的印制線(xiàn)路板模塊。本實(shí)用新型在保留eMMC芯片不用改變硬件結(jié)構(gòu)，就很容易升級(jí)，適合存儲(chǔ)程序代碼和安裝主機(jī)操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，克服了eMMC芯片制程周期長(zhǎng)，成本高的不足。本實(shí)用新型還可是符合MMC、或者SD協(xié)議規(guī)范的固態(tài)存儲(chǔ)模塊。本實(shí)用新型能方便地嵌入主機(jī)的主板上，廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)的電子產(chǎn)品中。
文檔編號(hào)G06F13/16GK203102264SQ20122043115
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者駱建軍, 車(chē)嶸 申請(qǐng)人:杭州華瀾微科技有限公司