一种固态硬盘的制作方法

本实用新型涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种固态硬盘。

背景技术：

固态硬盘(solidstatedrives)，简称固盘(ssd)，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，包括主控芯片和存储芯片(flash芯片、dram芯片)等。整个固态硬盘结构无机械装置，全部是由电子芯片及电路板组成。新一代的固态硬盘普遍采用sata-3接口、m.2接口、msata接口、pci-e接口、sas接口、cfast接口和sff-8639接口。相对于机械硬盘，固态硬盘具有读写速度快、功耗低、无噪音、抗震动、低热量、体积小、重量轻、工作温度范围大等优点。

现有的固态硬盘的电源管理方式多采用一组电压共用一路输出，当这一路电压出现问题的时候，容易引起一系列的问题，比如短路时会烧掉跟这一路电压有关的所有元器件，从而造成固态硬盘工作不稳定，影响固态硬盘数据资料传输与存储的安全。

因此，如何提高固态硬盘的电源供电的可靠性，是目前本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种固态硬盘，增设电源管理电路，能够通过各个独立的子电源电路为存储控制芯片和存储器的不同电源引脚供电，并通过过流保护电路实现对各个子电源电路的过流保护，有效提高固态硬盘的电源供电的可靠性，保证固态硬盘的工作稳定性和数据资料传输与存储的安全性。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种固态硬盘，其包括接口电路、存储控制芯片、存储器和电源管理电路，所述电源管理电路包括过流保护电路和子电源电路模块，所述子电源电路模块包括多个子电源电路；所述接口电路的信号传输端与存储控制芯片的信号传输端连接，所述存储控制芯片的控制端与所述存储器连接；所述接口电路的电源输出端与所述过流保护电路的电源输入端连接，所述过流保护电路的电源输出端分别与所述子电源电路模块的各个子电源电路的电源输入端连接，所述子电源电路模块的各个子电源电路的电源输出端分别与所述存储控制芯片或存储器连接；所述子电源电路用于将所述过流保护电路输出的直流电压转换为存储控制芯片或存储器所需的工作电压。

优选地，所述子电源电路模块包括为所述存储控制芯片提供工作电压的第一子电源电路、第二子电源电路和第三子电源电路，所述第一子电源电路、第二子电源电路和第三子电源电路的电源输入端分别与所述过流保护电路的电源输出端连接，所述第一子电源电路、第二子电源电路和第三子电源电路的电源输出端分别与所述存储控制芯片的不同电源输入引脚连接。

优选地，所述第一子电源电路、第二子电源电路和第三子电源电路的电源输出端的供电电压分别为3.3v、1.16v、3.3v。

优选地，所述第一子电源电路包括第一电源芯片，所述第二子电源电路包括第二电源芯片，所述第三子电源电路包括第三电源芯片，所述第一电源芯片、第二电源芯片和第三电源芯片分别采用型号为ace528t33bn h、rs3402、rs35133a的电源管理芯片。

优选地，所述子电源电路模块还包括为所述存储器提供工作电压的第四子电源电路和第五子电源电路，所述第四子电源电路和第五子电源电路的电源输入端分别与所述过流保护电路的电源输出端连接，所述第四子电源电路和第五子电源电路的电源输出端分别与所述存储器的不同电源输入引脚连接。

优选地，所述第四子电源电路和第五子电源电路的电源输出端的供电电压分别为3.3v、1.8v/1.2v。

优选地，所述第四子电源电路包括第四电源芯片，所述第五子电源电路包括第五电源芯片，所述第四电源芯片和第五电源芯片均采用型号为rs3402的电源管理芯片。

优选地，所述过流保护电路输入电压和输出电压均为5v，所述过流保护电路包括主电源芯片，所述主电源芯片采用型号为rs5834的电源管理芯片。

优选地，所述接口电路包括符合sata3.0接口协议规范的sata连接器。

优选地，所述存储器包括若干nandflash存储芯片，所述若干nandflash存储芯片分别通过flash接口与所述存储控制芯片连接，所述flash接口具有4个并联的数据存取通道，分别为通道0、通道1、通道2和通道3，所述存储控制芯片通过所述通道0、通道1、通道2和通道3并行调配数据在各个所述nandflash存储芯片上的负荷。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过接口电路实现固态硬盘与外部主机设备的通讯连接，通过存储控制芯片控制存储器进行数据的存取，通过电源管理电路为存储控制芯片和存储器提供安全、稳定的工作电源电压，由于电源管理电路包括过流保护电路和子电源电路模块，通过子电源电路模块的各个独立的子电源电路为存储控制芯片和存储器的不同电源引脚供电，使得各路子电源电路的供电端的负载之间的电源彼此相互独立，互不干扰，有效提高固态硬盘工作的安全性和稳定性，过流保护电路能够对各个子电源电路进行过流保护，有效提高固态硬盘的整个供电系统的可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型提供的一种优选实施方式中固态硬盘的原理框图；

图2是本实用新型提供的一种优选实施方式中接口电路的电路原理图；

图3是本实用新型提供的一种优选实施方式中存储控制芯片的引脚连接电路原理图；

图4是本实用新型提供的一种优选实施方式中过流保护电路的电路原理图；

图5是本实用新型提供的一种优选实施方式中第一子电源电路的电路原理图；

图6是本实用新型提供的一种优选实施方式中第二子电源电路的电路原理图；

图7是本实用新型提供的一种优选实施方式中第三子电源电路的电路原理图；

图8是本实用新型提供的一种优选实施方式中第四子电源电路的电路原理图；

图9是本实用新型提供的一种优选实施方式中第五子电源电路的电路原理图；

图10是本实用新型提供的一种优选实施方式中与通道0连接的nandflash存储芯片的引脚连接电路原理图；

图11是本实用新型提供的一种优选实施方式中与通道1连接的nandflash存储芯片的引脚连接电路原理图；

图12是本实用新型提供的一种优选实施方式中与通道2连接的nandflash存储芯片的引脚连接电路原理图；

图13是本实用新型提供的一种优选实施方式中与通道3连接的nandflash存储芯片的引脚连接电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种固态硬盘，如图1-13所示，该固态硬盘包括接口电路1、存储控制芯片2、存储器3和电源管理电路4，电源管理电路4包括过流保护电路41和子电源电路模块42，子电源电路模块42包括多个子电源电路；接口电路1的信号传输端与存储控制芯片2的信号传输端连接，存储控制芯片2的控制端与存储器3连接；接口电路1的电源输出端与过流保护电路41的电源输入端连接，过流保护电路41的电源输出端分别与子电源电路模块42的各个子电源电路的电源输入端连接，子电源电路模块42的各个子电源电路的电源输出端分别与存储控制芯片2或存储器3连接；子电源电路用于将过流保护电路41输出的直流电压转换为存储控制芯片2或存储器3所需的工作电压。

本实用新型通过接口电路1实现固态硬盘与外部主机设备的通讯连接，通过存储控制芯片2控制存储器3进行数据的存取，通过电源管理电路4为存储控制芯片2和存储器3提供安全、稳定的工作电源电压，由于电源管理电路4包括过流保护电路41和子电源电路模块42，通过子电源电路模块42的各个独立的子电源电路为存储控制芯片2和存储器3的不同电源引脚供电，使得各路子电源电路的供电端的负载之间的电源彼此相互独立，互不干扰，有效提高固态硬盘工作的安全性和稳定性，过流保护电路41能够对各个子电源电路模块42的各个子电源电路进行过流保护，有效提高固态硬盘的整个供电系统的可靠性。

在本实施方式中，如图1所示，子电源电路模块42包括为存储控制芯片2提供工作电压的第一子电源电路421、第二子电源电路422和第三子电源电路423，第一子电源电路421、第二子电源电路422和第三子电源电路423的电源输入端分别与过流保护电路41的电源输出端连接，第一子电源电路421、第二子电源电路422和第三子电源电路423的电源输出端分别与存储控制芯片2的不同电源输入引脚连接。这样，使得存储控制芯片2的不同电源引脚采用不同的子电源电路供电，彼此相互独立，各个子电源后端的负载之间互不干扰，提高存储控制芯片2工作的稳定性和可靠性。

在本实施方式中，第一子电源电路421、第二子电源电路422和第三子电源电路423的电源输出端的供电电压分别为3.3v、1.16v、3.3v。

在本实施方式中，如图1、图5-7所示，第一子电源电路421包括第一电源芯片p1，第二子电源电路422包括第二电源芯片p2，第三子电源电路423包括第三电源芯片p5，第一电源芯片p1、第二电源芯片p2和第三电源芯片p5分别采用型号为ace528t33bn h、rs3402、rs35133a的电源管理芯片。第一子电源电路421、第二子电源电路422和第三子电源电路423的电源输入端均为vcc5i，且分别与过流保护电路41中对应的电源输出端vcc5i连接，vcc5i电源端的电压为直流5v，经过高效的dc/dc直流电源转换ic第一电源芯片p1、第二电源芯片p2、第三电源芯片p5的高效转换后，分别从第一子电源电路421、第二子电源电路422、第三子电源电路423对应的电源输出端口vccah、vcck、vccio输出3.3v、1.16v、3.3v直流电压，满足存储控制芯片2的不同电源输入引脚的不同电压需求。型号为ace528t33bn h、rs3402、rs35133a的电源管理芯片均为高效的dc/dc直流电源转换ic，转换效率高，能够降低整个固态硬盘的功耗。

在本实施方式中，如图1所示，子电源电路模块42还包括为存储器3提供工作电压的第四子电源电路424和第五子电源电路425，第四子电源电路424和第五子电源电路425的电源输入端分别与过流保护电路41的电源输出端连接，第四子电源电路424和第五子电源电路425的电源输出端分别与存储器3的不同电源输入引脚连接。这样，使得存储器3的不同电源引脚采用不同的子电源电路供电，彼此相互独立，各个子电源后端的负载之间互不干扰，提高存储器3工作的稳定性和可靠性。

在本实施方式中，第四子电源电路424和第五子电源电路425的电源输出端的供电电压分别为3.3v、1.8v/1.2v。

在本实施方式中，如图1、图8-图9所示，第四子电源电路424包括第四电源芯片p3，第五子电源电路425包括第五电源芯片p4，第四电源芯片p3和第五电源芯片p4均采用型号为rs3402的电源管理芯片。第四子电源电路424和第五子电源电路425的电源输入端均为vcc5i，且分别与过流保护电路41中对应的电源输出端vcc5i连接，vcc5i电源端的电压为直流5v，经过高效的dc/dc直流电源转换ic第四电源芯片p3、第五电源芯片p4的高效转换后，分别从第四子电源电路424、第五子电源电路425对应的电源输出端口vccf、vccfq输出3.3v、1.8v/1.2v直流电压，其中第五电源电路的输出端vccfq输出的电压为1.8v或者1.2v，具体输出电压根据需求通过调整电阻pa4与pb4之间的比值灵活调节即可，从而满足存储器3的不同电源输入引脚的不同电压需求以及不同型号的存储器的输入电压需求。rs3402电源管理芯片为高效的dc/dc直流电源转换ic，转换效率高，能够降低整个固态硬盘的功耗。

在本实施方式中，如图1、图4所示，过流保护电路41输入端h5v的输入电压和输出端vcc5i的输出电压均为5v，过流保护电路41包括主电源芯片u15，主电源芯片u15采用型号为rs5834的电源管理芯片。通过过流保护电路41对各子电源电路负载(存储控制芯片2或存储器3)上的电流进行监控，当负载电流过大时，反馈信号给主电源芯片u15的控制器，停止供电，从而保护整个固态硬盘或者与其连接的外部主机设备不被烧坏。

在本实施方式中，如图1-2所示，接口电路1包括符合sata3.0接口协议规范的sata连接器11。如图2所示，接口电路2中的电源输出端hv5，与过流保护电路41的电源输出端h5v连接，为过流保护电路41提供5v直流电源。接口电路1的各信号传输端rx_p、rx_n、tx_p、tx_n与存储控制芯片2的对应的信号传输端连接，实现信号的双向传输，建立固态硬盘与外部主机设备之间的通讯连接。

在本实施方式中，如图1、图3所示，存储控制芯片2采用型号为sm2258xt或sm2259xt的控制芯片ic1，该控制芯片采用bga144封装。

在本实施方式中，如图1、图10-13所示，存储器3包括四个nandflash存储芯片31，四个nandflash存储芯片31分别为f01、f11、f21和f31，四个nandflash存储芯片31分别通过存储控制芯片上2的flash接口与存储控制芯片2连接，flash接口具有4个并联的数据存取通道，分别为通道0、通道1、通道2和通道3，与四个四个nandflash存储芯片f01、f11、f21和f31一一对应，存储控制芯片2通过通道0、通道1、通道2和通道3并行调配数据在各个nandflash存储芯片31上的负荷。通过存储控制芯片的4个并联的数据存取通道对四个分别与其一一对应的存储芯片进行并行数据调配属于本领域现有技术，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。