[0027] 本发明的中心思想是：通过将控制器和嵌入式DRAM封装至主微控制器芯片中，以进一步的降低固态硬盘的尺寸、节省功耗和加强固态硬盘的读写性能。
[0028] 下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
[0029] 为解决现有技术中的固态硬盘的缺陷，本发明实施例提供了一种固态硬盘结构，用嵌入式DRAM(Embedded DRAM，简称eDRAM)来取代传统的DRAM高速缓存芯片，进而形成如图2所示的固态硬盘结构。
[0030] 具体的，如图2所示，该固态硬盘(具体为NAND型固态硬盘，可应用于各种移动终端设备上)主要包括有存储芯片和与存储芯片连接的主微控制器芯片；其中该存储芯片中主要包括有若干固态硬盘存储颗粒，主微控制器芯片主要包括有控制器和嵌入式DRAM(Embedded DRAM，简称eDRAM)。其中，嵌入式DRAM通过控制器与存储芯片连接。
[0031] 另外主微控制器芯片还通过一对外接口与移动终端设备的系统总线实现连接，以控制数据传输。
[0032] 传统的DRAM高速缓存通过I/O接口实现与控制器的连接，本发明实施例中的eDRAM与控制器共同集成或者封装至同一个主微控制器芯片中，这样设计具有如下优势：
[0033] 第一、本发明中的主微控制器芯片包含控制器和eDRAM，缩小了固态硬盘的尺寸，节省了母板面积，降低了固态硬盘的成本，更适用于移动设备中。
[0034] 第二、传统的固态硬盘主微控制器需通过外部I/O端口才能访问DRAM高速缓存，本发明主微控制器芯片直接在芯片内部访问eDRAM，从而访问带宽明显增加，读写速度也会加快，提高了固态硬盘的整体性能。
[0035] 第三、本发明利用eDRAM使其与控制器集成到一块芯片中，功耗也会明显降低。
[0036] 在一可选但非限制性的实施例中，控制器和eDRAM均封装于一硅基板上，形成主微控制器芯片，并通过硅通孔技术实现控制器和eDRAM之间的垂直导通互连，如图3所示，其主要包括有控制器2、eDRAM1、硅基板4和封装衬底7。
[0037] 具体的，控制器2和eDRAM1分别通过若干微焊点3与硅基板4的上表面连接，以进一步通过硅基板4完成多项数据的运算和交流，节省功耗，增加带宽，并且可以实现更高密度的封装。另外硅基板4中还设置有若干硅通孔(Through-Silicon Via，简称TSV)6，硅基板4上的引脚主要通过硅通孔技术(硅通孔技术是通过芯片和芯片之间制作垂直导通实现芯片之间互连的最新技术，能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能)与部分C4焊点5相连，而硅基板4的下表面通过该C4焊点5与封装衬底7的上表面连接，其中在封装衬底7中还设有若干走线(图中未示出)，该C4焊点5均通过该些若干走线形成位于封装衬底7下表面的球栅阵列封装(Ball Grid Array，简称BGA)8。
[0038] 可见本发明实施例所包括控制器和eDRAM的主微控制器芯片可以最大程度上实现数据的快速读取，进一步节省功耗，降低固态硬盘的尺寸，可广泛的应用于各移动终端设备上，例如当系统需要从本发明固态硬盘中读取数据时，其控制器可将该数据及包含该数据的一段地址范围内的数据从存储芯片中读出并直接暂存到eDRAM中，而不需要再通过外部I/O端口再暂存到分立的DRAM高速缓存芯片中，当系统再一次读取上述地址范围内的数据时，控制器就可直接从eDRAM中读出，相比传统方式，无需再通过外部I/O端口从分立的DRAM高速缓存芯片中取出数据再传输至上一级系统。当系统需要将数据写回本发明所述固态硬盘时，控制器可将数据暂时写到eDRAM中，相比传统方式，无需再将数据通过外部I/O端口写到分立的DRAM高速缓存芯片；控制器在空闲时或者执行写回算法时，直接将暂存在eDRAM中的数据写回固态硬盘的存储芯片中，相比传统方式，无需再通过外部I/O端口将数据从分立的DRAM高速缓存芯片中读出再写到固态硬盘的存储芯片中。该技术方案能够更快、更高效的控制固态硬盘芯片的读写，固态硬盘读写性能得到加强。
[0039] 传统的DRAM高速缓存芯片采用1T1C(1个晶体管和1个电容)的存储单元结构，利用大电容来存储电荷，其制造工艺与CMOS逻辑工艺不兼容。本发明实施例中的嵌入式DRAM为采用CMOS逻辑工艺实现电荷存储的存储器，其存储单元结构有2T(2个晶体管)单元、3T(3个晶体管)单元、2T1D(2个晶体管和1个二极管)单元等。由于电荷泄露的缘故，嵌入式DRAM也需要定期刷新才能保证数据不丢失。作为一个可选但非限制性的实施例，eDRAM的结构采用的是2T增益单元结构来实现电荷存储，其结构如图4所示：包括第一晶体管T1和第二晶体管T2，第一晶体管T1的漏极与第二晶体管T2的栅极连接，其电荷存储在第二晶体管T2的栅极，其工作原理具体如下：当对增益单元写入数据时，字线WL打开，第一晶体管T1导通，通过位线BL对第二晶体管T2的栅极进行充放电，例如若存储数据“1”，位线BL为高电平，从而对第二晶体管T2的栅极充电；若存储数据“0”，位线BL为低电平，从而对第二晶体管T2的栅极放电。当对增益单元读出数据时，通过对第二晶体管T2的源极和漏极施加一定偏压，栅极有无存储电荷导致源漏电流I的不同，通过灵敏放大器从而读出存储单元的数据。可见，用增益单元实现的eDRAM制作工艺与CMOS逻辑工艺完全兼容，因而完全可以和控制器集成到同一块芯片中，从而降低固态硬盘的生产成本，提高固态硬盘的性能。
[0040] 因此，本发明提供的一种将控制器和eDRAM封装至同一主微控制器芯片的固态硬盘完全可以解决现有技术中固态硬盘中DRAM高速缓存功耗高、制造工艺不兼容等缺陷。
[0041] 综上所述，本发明公开了一种固态硬盘结构，通过将控制器和嵌入式DRAM封装至主微控制器芯片中，一方面，该技术方案可以最大程度上的实现数据的快速读写，一定程度上节省了固态硬盘的功耗，降低了固态硬盘的尺寸，极大加强了固态硬盘的读写性能；另一方面因本技术方案的嵌入式DRAM的制作工艺与CMOS逻辑工艺完全兼容，因此可以完全的实现和控制器集成到同一块芯片中，从而降低了固态硬盘的生产成本，也利于固态硬盘性能的改善，更适用于各种移动终端设备上。
[0042] 本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
[0043] 以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
