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[版主评测] 【小科普】SSD主控硬件架构介绍

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发表于 2022-3-20 20:40:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
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SSD系列科普目录:


1. NAND闪存芯片内部结构介绍
2. NAND闪存读写原理(上)
3. NAND闪存读写原理(下)
4. NAND闪存接口标准介绍
5. SSD主控硬件架构介绍

本贴以SM2262EN为例,介绍主控内部硬件架构。
SM2262EN 是一款PCIe Gen 3x4 的SSD主控,NVMe 1.3协议,支持外置DRAM缓存,四闪存通道,每通道4CE.
SSD主控的主要工作是接收主机发送的 PCIe 的命令、数据, 经过一系列处理发出NAND操作命令,操作闪存。




desc.png



structure.png



如上图所示,主控芯片由PCIe接口控制、NAND闪存接口、CPU核心等部分组成。

PCIe 接口控制器:作为SSD的前端,与主机通信,使用NVMe协议,接收主机发送的命令数据,同时给主机反馈状态数据。
NAND闪存控制器:与闪存通信的部分,在之前的文章中介绍过了。

CPU核心: SSD主控一般使用ARMCortex R系列的核心,具有较好的实时性。
手机上使用的是ARMCortex A系列核心,特点是高性能、适合复杂应用。
像STM32的单片机使用的是ARM Cortex M系列核心,通用的嵌入式核心。
TCM(Tightly Coupled Memory): 是一种高速缓存,分为ITCM(InstructionTCM)和DTCM(Data TCM),对实时性要求高的代码会被放入TCM中。
SM2262EN采用了两个独立的CortexR5核心,最高频率1.4Ghz,通过AXI总线和总线控制器相连接。
SSD主控的FTL层,包括坏块管理(Bad Block Management)、地址转换(Address Translation)、垃圾回收(Garbage Collection)、磨损均衡(Wear Leveling)等功能都由此处理器实现。

IROM、SPI Loader:加载固件的两种方式,内置ROM和外置SPI  Flash存储器
NAND Controller: 负责与闪存通信,也包括LDPC纠错逻辑电路。
DMA Controller: DMA技术允许外设直接与内存通信,不经过CPU。
Analog IP: 模拟电路部分,负责晶振连接、时钟管理、电源转换等。
Other: 还有很多其他功能模块,例如I2C、GPIO(控制指示灯)等。




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发表于 2022-3-20 22:08:02 | 显示全部楼层
感谢大佬分享科普贴,进来学习下!
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发表于 2022-3-20 23:39:42 | 显示全部楼层
元件备齐给我焊,估计我都焊不好。
眼睛都看懂了,手跟不上。哈哈哈。
谢谢坛主分享科普知识。
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发表于 2022-3-21 07:04:56 | 显示全部楼层
眼睛看懂了都厉害了
我是眼睛迷糊了手也做不出来,呵呵
还是谢谢坛主的科普了
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发表于 2022-3-21 08:22:24 | 显示全部楼层
我可以自豪地说,我今天比昨天又博学了,因为楼主的帖子。
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发表于 2022-3-21 09:24:21 | 显示全部楼层
SM2262EN是比较常见的主控,好多固态硬盘都用它
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发表于 2022-3-21 14:43:42 | 显示全部楼层
感谢楼主的科普,最近我看CF盘更新了些东西,结合你这科普,可算是看懂了......
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发表于 2022-3-21 21:25:09 | 显示全部楼层
科普帖,学习学习
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