專利名稱：具有sata接口及遠(yuǎn)程緩沖的存儲(chǔ)設(shè)備電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬盤驅(qū)動(dòng)器，更具體地說(shuō)涉及增大HDD芯片上系統(tǒng)(system on chip，SOC)的緩沖存儲(chǔ)器和改進(jìn)包含HDD芯片上系統(tǒng)的企業(yè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
主機(jī)設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人視頻記錄機(jī)(PVR)、MP3播放器、游戲控制臺(tái)、服務(wù)器、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)和/或其他電子裝置經(jīng)常需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)。像硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)這樣的存儲(chǔ)設(shè)備可被用于滿足這些存儲(chǔ)需求。
現(xiàn)在參考圖1，圖中顯示了一個(gè)示例性的硬盤驅(qū)動(dòng)器10，該硬盤驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)芯片上系統(tǒng)(SOC)12和一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)組件(HDA)13。HAD 13包括一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14，這些盤片上涂覆有磁層15。磁層15存儲(chǔ)表示二進(jìn)制1和0的正負(fù)極磁場(chǎng)。圖中示意性地用附圖標(biāo)記16表示的主軸馬達(dá)使得硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14旋轉(zhuǎn)。通常主軸馬達(dá)16在讀/寫操作期間以固定的速度旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14。一條或多條讀/寫傳動(dòng)臂相對(duì)于硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14移動(dòng)，以從硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14讀取數(shù)據(jù)/或把數(shù)據(jù)寫到硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14。
讀/寫裝置20的位置靠近讀/寫臂18的遠(yuǎn)端。讀/寫裝置20包括一個(gè)寫元件，比如產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應(yīng)器。讀/寫裝置20還包括一個(gè)感應(yīng)盤片14上的磁場(chǎng)的讀元件，比如磁阻(MR)元件。前置放大器電路22放大模擬式的讀/寫信號(hào)。
當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，前置放大器電路22放大來(lái)自讀元件的低電平信號(hào)，并把被放大的信號(hào)輸出到讀/寫通道裝置24。當(dāng)寫數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生寫電流，此寫電流流過(guò)讀/寫裝置20的寫元件。寫電流被切換便產(chǎn)生具有正極或負(fù)極的磁場(chǎng)。上述正極或負(fù)極被硬盤驅(qū)動(dòng)盤片14存儲(chǔ)，并用于表示數(shù)據(jù)。
硬盤驅(qū)動(dòng)器芯片上系統(tǒng)(HDD SOC)12典型地包括一個(gè)緩沖器32，其存儲(chǔ)與硬盤驅(qū)動(dòng)器的控制有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或緩沖數(shù)據(jù)，以讓數(shù)據(jù)能夠作為更大的數(shù)據(jù)塊而被收集和傳輸，從而提高效率。緩沖器32可采用DRAM、SDRAM或其他類型的低延遲存儲(chǔ)器。HDD SOC 12進(jìn)一步包括一個(gè)處理器34，它執(zhí)行與HDD 10的操作有關(guān)的處理。
HDD SOC 12進(jìn)一步包括一個(gè)硬盤控制器36(即HDC 36)，它經(jīng)由輸入/輸出(I/O)接口38與主機(jī)設(shè)備通信。HDC 36也與主軸/音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器40(即主軸VCM 40)和/或讀/寫通道裝置24通信。I/O接口38可以是一串行接口或并行接口，比如集成驅(qū)動(dòng)電路(IDE)、高級(jí)技術(shù)配件(ATA)或串行ATA(SATA)接口。主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器40控制主軸馬達(dá)16，而主軸馬達(dá)16旋轉(zhuǎn)盤片14。主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器40也產(chǎn)生用于給讀/寫臂18定位的控制信號(hào)，這種定位例如使用音圈傳動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)或其他合適的傳動(dòng)器。I/O接口38與I/O接口44通信，而I/O接口44是和主機(jī)設(shè)備46相關(guān)聯(lián)的。
現(xiàn)在參考圖2，圖中顯示了一個(gè)示例性的主機(jī)設(shè)備64，其包括一個(gè)處理器66，該處理器具有存儲(chǔ)器67，比如緩存。處理器66和輸入/輸出接口68(即I/O接口68)通信。易失性存儲(chǔ)器69，比如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)70和/或其他合適的電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也與接口68通信。圖形處理器71和諸如緩存這樣的存儲(chǔ)器72提高了圖形處理的速度和性能。
一個(gè)或多個(gè)I/O設(shè)備，比如鍵盤73和指示裝置74(比如鼠標(biāo)和/或其他合適的裝置)與接口68通信。計(jì)算機(jī)架構(gòu)64也可包括顯示器76、音頻輸出設(shè)備77比如音頻揚(yáng)聲器、和/或用附圖標(biāo)記78來(lái)標(biāo)識(shí)的一般其他輸入/輸出(I/O)設(shè)備。
在使用中，HDD是獨(dú)立于主機(jī)設(shè)備操作的。硬盤驅(qū)動(dòng)器在本地緩沖數(shù)據(jù)以提高性能。這種方案要求硬盤驅(qū)動(dòng)器包括低延遲的RAM，比如DRAM，這增加了硬盤驅(qū)動(dòng)器的成本。
現(xiàn)在參考圖3，圖中顯示了主機(jī)設(shè)備如桌面計(jì)算機(jī)的桌面HDDSOC 200。HDD SOC 200包括處理器204、硬盤控制器(HDC)208、讀/寫通道裝置電路212、存儲(chǔ)器216(其可以實(shí)現(xiàn)于芯片上和/或芯片外)和高速接口220。舉例來(lái)說(shuō)，高速接口220可以是與主機(jī)設(shè)備226通信的一種串行或并行接口，比如ATA和/或SATA接口。在這個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器是和處理器204集成在一起的。HAD 13與處理器204以及讀/寫通道電路212相連接。主機(jī)設(shè)備226包括一個(gè)與ATA/SATA接口220通信的ATA/SATA接口228。HDD SOC200的操作與以上結(jié)合圖1所作描述類似。
現(xiàn)在參考圖4，圖中顯示了一個(gè)用于企業(yè)設(shè)備232，比如服務(wù)器或其他企業(yè)設(shè)備的HDD SOC 230。HDD SOC 230包括一個(gè)主軸/VCM/數(shù)據(jù)處理器234，其執(zhí)行與主軸馬達(dá)、VCM和/或數(shù)據(jù)處理相關(guān)的操作。HDD SOC 230進(jìn)一步包括一個(gè)接口/數(shù)據(jù)處理器236，該處理器執(zhí)行與企業(yè)設(shè)備接口相關(guān)的處理。HDD SOC 230還包括硬盤控制器(HDC)238、讀/寫通道電路242、存儲(chǔ)器246(其可實(shí)現(xiàn)在芯片上)和高速接口250。舉例來(lái)說(shuō)，高速接口250可以是一種串行或并行接口，比如小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、串行連接的SCSI(SAS)或者光纖通道(FC)接口，此接口經(jīng)由高速接口251與企業(yè)設(shè)備232通信。
由于使用不同數(shù)量的處理器和不同的輸出端接口，制造商已經(jīng)為企業(yè)應(yīng)用和桌面應(yīng)用設(shè)計(jì)和制造了兩種不同的HDD SOC架構(gòu)。特別的是，桌面HDD SOC 200包括單個(gè)處理器而企業(yè)HDD SOC 230包括兩個(gè)處理器。此外，桌面HDD SOC 200典型地使用ATA和/或SATA接口而企業(yè)服務(wù)器典型地使用SAS和/或FC接口。獨(dú)立的架構(gòu)增加了兩種設(shè)備的設(shè)計(jì)總量和模片成本(die cost)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于存儲(chǔ)設(shè)備的電路，包括第一高速接口，所述存儲(chǔ)設(shè)備與主機(jī)設(shè)備通信。一存儲(chǔ)控制器與所述高速接口通信。一緩沖器與所述存儲(chǔ)控制器通信。所述存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)，且所述存儲(chǔ)控制器適合于經(jīng)由所述高速接口，把存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)選擇性地存儲(chǔ)在至少所述緩沖器和/或所述主機(jī)設(shè)備之一中。
所述第一高速接口包括一串行的高級(jí)技術(shù)配件(ATA)接口。一處理器、一主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器和一讀/寫通道電路與所述存儲(chǔ)控制器通信。
本發(fā)明提供了一種硬盤驅(qū)動(dòng)組件，包括以磁性方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動(dòng)盤片。一主軸馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所述硬盤驅(qū)動(dòng)盤片并與所述主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器通信。一條讀/寫臂讀和寫數(shù)據(jù)到所述硬盤驅(qū)動(dòng)盤片，并與所述讀/寫通道電路通信。
本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所述的電路，并進(jìn)一步包括所述的主機(jī)設(shè)備。所述主機(jī)設(shè)備包括一個(gè)與所述第一高速接口通信的第二高速接口。易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。
一種芯片上系統(tǒng)(system on chip，SOC)包括所述的電路。
一種多芯片模塊(MCM)包括所述的電路。
一種包括一主機(jī)設(shè)備的系統(tǒng)，所述主機(jī)設(shè)備包括一個(gè)處理器、一個(gè)與所述處理器通信的易失性存儲(chǔ)器，以及至少與所述處理器和易失性存儲(chǔ)器之一通信的第一高速接口。一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備包括第二高速接口，第二高速接口與所述第一高速接口通信。一個(gè)存儲(chǔ)控制器與所述第二高速接口通信。一個(gè)緩沖器與所述的存儲(chǔ)控制器通信。所述存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)控制器適合于經(jīng)由所述第一和第二高速接口，把存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)選擇性地存儲(chǔ)在至少所述緩沖器和/或所述主機(jī)設(shè)備之一中。
本發(fā)明提供了一種橋接電路，包括一第一接口，所述第一接口提供一串行的高級(jí)技術(shù)配件(ATA)接口。一第二接口提供串行連接SCSI(SAS)或者光纖通道(FC)接口之一。一處理器與所述第一和第二接口通信并支持連接和數(shù)據(jù)處理。存儲(chǔ)器與所述處理器通信。
所述第一和第二接口和所述處理器被作為集成電路來(lái)實(shí)施。所述集成電路進(jìn)一步包括所述的存儲(chǔ)器。
本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所述的橋接電路，并進(jìn)一步包括一個(gè)與所述橋接電路的第一接口通信的存儲(chǔ)設(shè)備。所述存儲(chǔ)設(shè)備包括一第三接口，其提供一串行高級(jí)技術(shù)配件(ATA)接口，并與所述第一接口通信。一存儲(chǔ)控制器與所述第三接口通信。所述存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)控制器經(jīng)由所述第一和第三接口，把存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述橋接電路中。
本發(fā)明提供了一種用于存儲(chǔ)設(shè)備的電路，包括提供串行高級(jí)技術(shù)配件(ATA)接口的第一接口，所述存儲(chǔ)設(shè)備與外部設(shè)備通信。一處理器執(zhí)行主軸/VCM和數(shù)據(jù)處理。一存儲(chǔ)控制器與所述第一接口和所述處理器通信。所述存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)控制器經(jīng)由第二高速接口，把存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述外部設(shè)備中。
存儲(chǔ)器與所述存儲(chǔ)控制器通信。所述存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)被選擇性地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器和/或所述外部設(shè)備之一中。一讀/寫通道電路與所述存儲(chǔ)控制器通信。
本發(fā)明提供了一種橋接芯片，包括一第二接口，其提供一串行高級(jí)技術(shù)配件(ATA)接口，并與所述第一接口通信。一第三接口提供串行連接SCSI(SAS)或者光纖通道(FC)接口之一。
本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所述電路，并進(jìn)一步包括一企業(yè)設(shè)備，所述企業(yè)設(shè)備包括與所述第三接口通信的第四接口。所述橋接芯片進(jìn)一步包括一處理器，其與所述第三和第四接口通信，且執(zhí)行連接和數(shù)據(jù)處理。所述橋接芯片與存儲(chǔ)器通信。所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自所述存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。
根據(jù)以下提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明應(yīng)用的其他方面將變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)該理解的是，詳細(xì)的描述和特定的例子雖然表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但僅僅是為了說(shuō)明的目的而不是打算限制本發(fā)明的范圍。
還應(yīng)說(shuō)明，本發(fā)明要求2004年6月23日提交的60/582259號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。以上申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在此并入作為參考。


由以下詳細(xì)的描述參看附圖，將能更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例芯片上硬盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功能方框圖；圖2是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例主機(jī)設(shè)備的功能方框圖；圖3是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的桌面HDD SOC的功能方框圖；圖4是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的企業(yè)HDD SOC的功能方框圖；圖5是硬盤驅(qū)動(dòng)SOC的示例實(shí)施例的功能方框圖，該硬盤驅(qū)動(dòng)SOC包括一芯片上緩沖器，且利用主機(jī)設(shè)備的易失性存儲(chǔ)器用于額外的HDD緩沖；圖6是一個(gè)流程圖，說(shuō)明了從主機(jī)設(shè)備的易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)和檢索硬盤緩沖器數(shù)據(jù)的一種示例性方法的步驟；圖7是在桌面應(yīng)用中實(shí)施的一種桌面/企業(yè)SOC的示例性實(shí)施例的功能方框圖；圖8是在企業(yè)應(yīng)用中實(shí)施的桌面/企業(yè)SOC和橋接芯片的示例功能方框圖；圖9是圖7所示在桌面應(yīng)用中實(shí)施的桌面/企業(yè)SOC的一個(gè)更詳細(xì)的方框圖；圖10是圖8所示桌面/企業(yè)SOC和橋接芯片的一個(gè)更詳細(xì)的功能方框圖；圖11是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有FIFO存儲(chǔ)器和基于主機(jī)的緩沖的HDDSOC的功能方框圖；圖12A和12B是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的低成本/性能HDD SOC和較高性能的HDD SOC的功能方框圖；圖13A說(shuō)明了依據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于低成本應(yīng)用的HDD SOC，其包括小的本地存儲(chǔ)器比如DRAM，且具有被禁用的基于主機(jī)的緩沖功能；圖13B說(shuō)明了依據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于較高性能/成本應(yīng)用的HDD SOC，其包括小的本地存儲(chǔ)器比如DRAM，且具有被啟用的基于主機(jī)的緩沖功能；圖14和15說(shuō)明了具有HDD SOC和小的本地存儲(chǔ)器比如DRAM的MCM；而圖15說(shuō)明了利用與圖14相同的HDD SOC的一種企業(yè)應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
以下描述的優(yōu)選實(shí)施例僅僅是示例性的，并且決非打算限制本發(fā)明、其應(yīng)用或者使用。為清楚起見(jiàn)，在附圖中使用相同的標(biāo)記數(shù)字來(lái)標(biāo)識(shí)類似的元件。雖然這里公開(kāi)的是SOC，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解SOC可作為多芯片模塊來(lái)實(shí)施，而并不背離本發(fā)明。
現(xiàn)在參考圖5，其中展示依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)300，包括HDD SOC302。HDD SOC 302包括緩沖器332，此存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與HDD的控制關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和/或緩沖數(shù)據(jù)，從而讓數(shù)據(jù)能夠作為較大的數(shù)據(jù)塊被收集和傳輸，以提高效率。緩沖器332可利用DRAM或其他類型的低延遲存儲(chǔ)器。HDD SOC 302進(jìn)一步包括一處理器334，其執(zhí)行與HDD 300的操作相關(guān)的處理，比如主軸/VCM控制處理。
HDD SOC 302進(jìn)一步包括一硬盤控制器(HDC)336，它經(jīng)由高速輸入/輸出(I/O)接口338與主機(jī)設(shè)備通信。HDC 336也與主軸/音圈電機(jī)(VCM)驅(qū)動(dòng)器340和/或讀/寫通道裝置324通信。高速I/O接口338可以是串行ATA(SATA)接口。主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器340控制主軸馬達(dá)16，主軸馬達(dá)16旋轉(zhuǎn)盤片14。主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器340也產(chǎn)生用于定位讀/寫臂18的控制信號(hào)，這種定位例如使用音圈傳動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)或者其他合適的傳動(dòng)器來(lái)完成。高速I/O接口338與高速I/O接口344通信，高速I/O接口344和主機(jī)設(shè)備346相關(guān)聯(lián)。
主機(jī)設(shè)備346包括處理器348和易失性存儲(chǔ)器350。主機(jī)設(shè)備346和HDD SOC 302將一部分易失性存儲(chǔ)器350分配給主機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)緩沖器(HDDB)352。HDD SOC 302還包括緩沖器332。當(dāng)需要額外的RAM用于緩沖時(shí)，HDD SOC 302便通過(guò)高速接口338將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿挥谥鳈C(jī)設(shè)備346的易失性存儲(chǔ)器350中的HDDB 352，或者從HDDB 352接收數(shù)據(jù)。例如，使用SATA接口可獲得3Gb/s的額定速度或者更高的速度。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，能夠使用HDD SOC 302上的緩沖器332以及主機(jī)設(shè)備346的HDDB 352極大地增加了HDD SOC 302的靈活性。此外，通過(guò)進(jìn)一步在HDD SOC 302上包括緩沖器332，便使得HDDSOC 302也可被用于沒(méi)有啟用HDDB352的應(yīng)用中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，主機(jī)設(shè)備346包括一操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)允許用戶從主機(jī)設(shè)備346的易失性存儲(chǔ)器350給HDDB 352分配大小可變的存儲(chǔ)區(qū)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，易失性存儲(chǔ)器350是被自動(dòng)分配的，和/或被分配大小固定的、可讓HDDB 352使用的存儲(chǔ)區(qū)。
現(xiàn)在參考圖6，該圖顯示了一種從主機(jī)設(shè)備346的易失性存儲(chǔ)器350存儲(chǔ)和檢索硬盤驅(qū)動(dòng)緩沖器數(shù)據(jù)的方法。此方法始于步驟355。在步驟356，控制確定是否有一請(qǐng)求，要求在HDD緩沖器中存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。如果結(jié)果為“是”，那么控制繼續(xù)到步驟358，并確定是否有一請(qǐng)求，要求在主機(jī)HDDB中存儲(chǔ)緩沖器數(shù)據(jù)。如果步驟358的結(jié)果為“否”，那么控制把緩沖器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HDD SOC 302內(nèi)的HDD緩沖器332中。如果步驟358的結(jié)果為“是”，那么在步驟364便控制通過(guò)高速接口338和344，而將緩沖器數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)HDDB 352中，且控制返回步驟356。
如果步驟356的結(jié)果為“否”，那么控制在步驟366確定是否有一請(qǐng)求，要求檢索作為HDD緩沖器數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)的緩沖器數(shù)據(jù)。如果步驟366的結(jié)果為“否”，控制返回步驟354。如果步驟366的結(jié)果為“是”，那么控制在步驟370確定緩沖器數(shù)據(jù)是否存儲(chǔ)在主機(jī)HDDB 352中。如果步驟370的結(jié)果為“是”，那么控制在步驟374便通過(guò)高速接口338和344，而從主機(jī)HDDB 352檢索HDD緩沖器數(shù)據(jù)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的，HDD SOC 302提供了靈活性，從而讓使用或不使用SATA接口和主機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn)行HDD緩沖的主機(jī)設(shè)備應(yīng)用都能夠得到實(shí)現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)包括一HDD SOC和一橋接芯片，能夠在企業(yè)應(yīng)用中使用。所述HDD SOC也可被用于桌面應(yīng)用?，F(xiàn)在參考圖7和8，桌面/企業(yè)HDD SOC 450能夠被分別用于桌面應(yīng)用452和企業(yè)應(yīng)用454，以減少成本。桌面/企業(yè)HDD SOC 450與主機(jī)設(shè)備346通信。桌面/企業(yè)HDD SOC 450選擇性地利用主機(jī)設(shè)備346的易失性存儲(chǔ)器，如同以上描述的HDDB 352。
在圖8中，桌面/企業(yè)HDD SOC 450經(jīng)由SATA接口464與橋接芯片460和存儲(chǔ)器462通信。存儲(chǔ)器462可以是DRAM或其他低延遲存儲(chǔ)器。橋接芯片460執(zhí)行SAS/FC到SATA的轉(zhuǎn)換。HDD SOC 450使用類似ATA的軟件協(xié)議，以在存儲(chǔ)器486和存儲(chǔ)器462之間分配緩沖器存儲(chǔ)需求。通常，當(dāng)超出與HDD SOC 450關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器486的容量時(shí)，就使用緩沖器462。其他適合的技術(shù)可被用于確定緩沖器存儲(chǔ)的分配和使用。
在一些實(shí)施方案中，較快的處理器可被用于企業(yè)應(yīng)用和高級(jí)桌面應(yīng)用，而較低速度的處理器可被用于桌面應(yīng)用和低成本的企業(yè)應(yīng)用。把相同的SOC用于桌面和企業(yè)應(yīng)用的能力，使得與桌面應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的額外容量的優(yōu)點(diǎn)能夠和與企業(yè)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的一般較低容量的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。此外，由于相同的SOC可被用于這兩種應(yīng)用，所以在這些應(yīng)用的庫(kù)存中只需存儲(chǔ)一個(gè)SOC。
現(xiàn)在參考圖9，桌面/企業(yè)HDD SOC 450與主機(jī)設(shè)備346通信。當(dāng)需要時(shí)，桌面/企業(yè)HDD SOC 450便選擇性地利用HDDB 352作為緩沖器存儲(chǔ)器，如上所述。當(dāng)需要額外的RAM用于緩沖時(shí)，桌面/企業(yè)HDD SOC 450便通過(guò)高速接口344和490，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿挥谥鳈C(jī)設(shè)備346中的易失性存儲(chǔ)器350中的HDDB 352或者接收來(lái)自HDDB 352的數(shù)據(jù)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的，能夠使用桌面/企業(yè)HDD SOC450上的緩沖器存儲(chǔ)器486以及主機(jī)設(shè)備346的HDDB 352，極大增加了桌面/企業(yè)HDD SOC 450的靈活性。此外，通過(guò)進(jìn)一步包括桌面/企業(yè)HDD SOC 450上的緩沖器486，桌面/企業(yè)HDD SOC 450也可被用于沒(méi)有啟用HDDB 352的應(yīng)用中。
現(xiàn)在參考圖10，圖中顯示了桌面/企業(yè)HDD SOC 450。桌面/企業(yè)HDD SOC 450包括處理器474、硬盤控制器(HDC)478、讀/寫通道電路482、存儲(chǔ)器486(其可以實(shí)現(xiàn)在芯片上和/或芯片外)和高速接口490。所述存儲(chǔ)器可以是低延遲存儲(chǔ)器，比如DRAM或其他低延遲存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器486可包括嵌入的1-T DRAM存儲(chǔ)器。高速接口490可以是與桌面應(yīng)用中的主機(jī)設(shè)備424通信的SATA接口(如圖7和9所示)，或者是如圖8和10所示的橋接芯片460。橋接芯片460包括SAS/FC/數(shù)據(jù)處理器500和SATA接口504。如圖所示，存儲(chǔ)器462可以在芯片上和/或芯片外。存儲(chǔ)器462可以是低延遲存儲(chǔ)器，比如DRAM或者其他低延遲存儲(chǔ)器。SAS/FC/數(shù)據(jù)處理器500經(jīng)由接口506和251與企業(yè)設(shè)備232通信。接口506和251可以是SAS/FC接口且企業(yè)設(shè)備232可以是服務(wù)器。
某些主機(jī)設(shè)備現(xiàn)在還不能為HDD SOC處理基于主機(jī)的緩沖存儲(chǔ)器。換言之，在舊商業(yè)模型和新商業(yè)模型之間存在一個(gè)過(guò)渡時(shí)期。在舊商業(yè)模型中，主機(jī)設(shè)備沒(méi)有支持基于主機(jī)的緩沖的驅(qū)動(dòng)器，且HDDSOC和/或MCM具有足夠的緩沖存儲(chǔ)器來(lái)支持HDD操作。在新商業(yè)模型中，HDD SOC和/或MCM有非常小的FIFO存儲(chǔ)器，且主機(jī)具有支持基于主機(jī)的緩沖的驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的實(shí)施例可完成在新舊商業(yè)模型之間的轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)在參考圖11，為基于主機(jī)的緩沖而設(shè)計(jì)的HDD SOC 600通常包括一個(gè)非常小的存儲(chǔ)器602，它典型地僅僅用于FIFO目的。存儲(chǔ)器602典型地具有小于1MB的容量，例如某些HDD SOC 600包括約32kB的存儲(chǔ)器。主機(jī)604包括存儲(chǔ)器610，通過(guò)高速接口612比如圖中所示的SATA但不限于SATA，存儲(chǔ)器610支持基于主機(jī)的緩沖。當(dāng)這些HDD SOC 600和不支持基于主機(jī)的緩沖的主機(jī)604一起使用時(shí)，由于不支持高速操作的存儲(chǔ)器602的容量小，所以系統(tǒng)性能顯著降低。
現(xiàn)在參考圖12A和12B，低成本/性能的HDD SOC640不是設(shè)計(jì)用于基于主機(jī)的緩沖的，它典型地使用大于4MB以及小于64MB的存儲(chǔ)器642。例如可以使用16MB的存儲(chǔ)器。更高成本/性能的HDD SOC640典型地使用大于等于64MB的存儲(chǔ)器646。
現(xiàn)在參考圖13A和13B，依據(jù)本發(fā)明的HDD SOC 650包括存儲(chǔ)器652，而沒(méi)有外部接口用于額外的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器652可以是DRAM且具有16MB的容量。依據(jù)本發(fā)明的HDD SOC 650選擇性地啟用基于主機(jī)的緩沖。對(duì)于較低成本/性能的應(yīng)用654，HDD SOC 650利用存儲(chǔ)器652，而具有主機(jī)658的基于主機(jī)的緩沖則被禁用，如圖13A所示。在較高成本/性能的應(yīng)用660中，HDD SOC 650利用存儲(chǔ)器652，且基于主機(jī)的緩沖被啟用，如圖13B所示。
這個(gè)方案的好處之一是能夠消除用于存儲(chǔ)器擴(kuò)展的HDD SOC 650上的外部引腳。因此可以使用較小的模片且減少制造成本，這是因?yàn)楹更c(diǎn)對(duì)于制造來(lái)說(shuō)成本較高(特別是對(duì)于CMOS≤90nm)。焊點(diǎn)還要求靜電放電保護(hù)(ESD)，這也增加了制造和設(shè)計(jì)成本。
現(xiàn)在參考圖14和15，對(duì)于HDD MCM，焊點(diǎn)可制造得更小，這造成較少關(guān)注ESD。此外，單一一個(gè)模片可被用于HDD MCM以處理沒(méi)有本地HDD存儲(chǔ)器的應(yīng)用，及用于具有本地HDD存儲(chǔ)器的應(yīng)用。例如，HDD MCM 700可包括HDD SOC 702和存儲(chǔ)器704用于桌面應(yīng)用。相同的HDD SOC 700可被用于企業(yè)應(yīng)用710中，無(wú)論是否使用存儲(chǔ)器706。在此情況下，HDD SOC 702便使用高速接口712如SATA，連接到與橋接電路718關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器714，如上述附圖所示。
可以理解的是，如果需要，HDD SOC 450、460和302可以封裝成多芯片模塊。雖然本發(fā)明的實(shí)施例是結(jié)合磁存儲(chǔ)系統(tǒng)描述的，但技術(shù)人員可理解的是本發(fā)明也可結(jié)合光存儲(chǔ)和/或其他只讀數(shù)據(jù)和/或讀/寫系統(tǒng)使用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在能夠從前述描述理解本發(fā)明的廣泛原理可以各種形式實(shí)現(xiàn)。因此，雖然本發(fā)明是結(jié)合這里的特定例子描述的，但本發(fā)明的真正范圍不應(yīng)該如此受限，因?yàn)樵谘芯扛綀D、說(shuō)明書和權(quán)利要求后，其他修改對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種用于與外部設(shè)備通信的存儲(chǔ)設(shè)備的電路，包括一第一接口，其提供串行高級(jí)技術(shù)配件接口即ATA接口；一處理器，其執(zhí)行主軸/VCM及數(shù)據(jù)處理；和一存儲(chǔ)控制器，其與所述第一接口和所述控制器通信；其中所述存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)，且其中所述存儲(chǔ)控制器通過(guò)所述第二高速接口，把所述與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)選擇性地存儲(chǔ)在所述外部設(shè)備中。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，進(jìn)一步包括一存儲(chǔ)器，其與所述存儲(chǔ)控制器通信，其中所述與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)是選擇性地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器和/或所述外部設(shè)備其中之一內(nèi)的。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，進(jìn)一步包括一讀/寫通道電路，其與所述存儲(chǔ)控制器通信。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，進(jìn)一步包括一硬盤驅(qū)動(dòng)組件，該硬盤驅(qū)動(dòng)組件包括一存儲(chǔ)介質(zhì)盤，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；一主軸馬達(dá)，其旋轉(zhuǎn)所述存儲(chǔ)介質(zhì)盤，且其與所述處理器通信；一讀/寫臂，其對(duì)所述存儲(chǔ)介質(zhì)盤讀和寫數(shù)據(jù)，且其與所述讀/寫通道電路通信。
5.一種系統(tǒng)，其包括如權(quán)利要求1所述的電路，且進(jìn)一步包括一橋接芯片；該橋接芯片包括一第二接口，其提供一串行的高級(jí)技術(shù)配件接口即ATA接口，且其與所述第一接口及一第三接口通信；該第三接口提供串行連接的SCSI接口或者光纖通道接口其中之一，所述串行連接的SCSI接口又稱SAS接口，所述光纖通道接口又稱FC接口。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一企業(yè)設(shè)備，該企業(yè)設(shè)備包括一第四接口；該第四接口與所述第三接口通信。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述橋接芯片進(jìn)一步包括一處理器，其與所述第三和第四接口通信，且其執(zhí)行接口和數(shù)據(jù)處理。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述橋接芯片與一存儲(chǔ)器通信，其中所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自所述存儲(chǔ)設(shè)備的所述與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)。
9.一種芯片上系統(tǒng)即SOC，其包括權(quán)利要求1所述的電路。
10.一種多芯片模塊，其包括權(quán)利要求1所述的電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于與外部設(shè)備通信的存儲(chǔ)設(shè)備的電路，包括用以提供ATA接口的第一接口；用以執(zhí)行主軸/VCM及數(shù)據(jù)處理的處理器；和與第一接口和控制器通信的存儲(chǔ)控制器；其中存儲(chǔ)設(shè)備在工作期間生成與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)，且存儲(chǔ)控制器通過(guò)第二高速接口，把與存儲(chǔ)相關(guān)的緩沖器數(shù)據(jù)選擇性地存儲(chǔ)在外部設(shè)備中。還提供了一種上述電路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有第二接口的橋接芯片；該第二接口提供串行的高級(jí)技術(shù)配件接口，且與第一接口及第三接口通信；該第三接口提供串行連接的SCSI接口或者光纖通道接口其中之一。還提供了包括上述電路的一種芯片上系統(tǒng)和一種多芯片模塊。
文檔編號(hào)G11B20/10GK1869913SQ20051007967
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
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