存储系统以及存储系统的电源的控制方法与流程

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存储系统以及存储系统的电源的控制方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术享受以日本专利申请2021-136563号(申请日：2021年8月24日)为基础申请的优先权。本技术通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
3.本实施方式涉及存储系统以及存储系统的电源的控制方法。

背景技术：

4.有一种能够与主机装置连接的存储系统。存储系统具备从主机装置或外部装置供给电源电压的电源装置。电源装置基于供给来的电源电压，生成与电源电压不同的值的电压。电源装置将所生成的电压作为输出电压向存储系统所具备的其它设备供给。在存储系统中，一般而言，电源装置的输出电压的值相对较低，且输出电流相对较大。因为输出电压的值低，所以所允许的输出电压的值的变动范围较狭。因此，存储系统所具备的电源装置通过使用dc/dc转换器，将输出电压的值控制在所允许的变动范围内。
5.在例如ssd等存储系统中，为了削减成本、安装面积，有时使用pmic(power management ic；电源管理ic)。pmic能够生成各自为不同电压值的多个输出电压。pmic的各个输出电压的值被设计成在其输出端子处达到规定电压。在作为电源供给对象的器件被配置于离pmic较远的位置的情况下，向该器件供给的电压的值有可能与pmic的输出端子处的输出电压的值不同(更低)。因此，电源供给对象有可能不被供给所希望的电压值。

技术实现要素：

6.一个实施方式的目的在于，提供一种能够在电源供给对象处供给所希望的电压值的存储系统以及存储系统的电源的控制方法。
7.实施方式的存储系统具备：非易失性的存储器；存储控制器，该存储控制器对存储器进行控制；以及电源电路，该电源电路供给成为存储器及存储控制器中的至少一方的电源的电压；电源电路存储与所供给的电压的值相关的第一信息，输出以通过所存储的第一信息确定的电压的值为依据的输出电压，检测输出电压的输出端处的输出电流，将检测出的输出电流的值与阈值进行比较，并将所存储的第一信息更新为基于比较的结果对所供给的电压的值进行了更新的第二信息。
附图说明
8.图1是对与主机装置连接的实施方式的存储系统的构成进行表示的框图。
9.图2是对实施方式的存储系统所具备的电源装置的构成例进行表示的框图。
10.图3是对实施方式的存储系统所具备的电源装置的控制方法进行表示的流程图。
具体实施方式
11.(实施方式的构成)
12.图1是对实施方式的存储系统1的构成进行表示的图。如图1所示，存储系统1能够与主机装置2连接。存储系统1例如是ssd(solid state drive)或ufs(universal flash storage)设备。主机装置2例如是服务器、个人计算机、车载设备或移动式的信息处理装置。存储系统1作为主机装置2的外部存储装置发挥功能。主机装置2能够对存储系统1发出请求。请求包含读取请求以及写入请求。
13.存储系统1例如具备nand型快闪存储器(以下，也称为nand存储器)10、存储控制器20和电源电路30。nand存储器10包含未图示的一个以上的存储芯片。存储芯片具备多个存储单元晶体管，能够以非易失方式存储数据。nand存储器10的存储芯片与存储控制器20连接。
14.存储控制器20对nand存储器10进行程序处理、读取处理以及擦除处理等。存储控制器20是例如构成为soc(system-on-a-chip)的半导体电路。存储控制器20也可以构成为fpga(field-programmable gate array)、asic(application specific integrated circuit)。存储控制器20也可以由多个芯片构成。存储控制器20的各功能可通过执行软件(固件)的cpu、专用硬件或者它们的组合来实现。
15.电源电路30向nand存储器10、存储控制器20等存储系统1所具备的各电路元件供给电源。就电源电路30而言，可例示例如pmic(power management ic；电源管理ic)等。电源电路30经由电源线40从主机装置2或存储系统1的外部接受电源v
dd
的供给，生成一个以上的恒定电压。电源电路30经由供给线50对nand存储器10、存储控制器20等供给对象供给所生成的恒定电压。即，恒定电压的供给对象是电源电路30的负载。在图1所示的例子中，作为电源电路30的负载，例示了nand存储器10和存储控制器20，但并不局限于它们。与存储控制器20的外部连接的未图示的ram等电路元件也可成为电源电路30的负载。
16.如图1所示，从电源电路30到负载的供给线50未必是自电源电路30以最短距离配设。供给线50避开设于存储系统1的各种电路元件而引向各种负载。
17.图2示出了实施方式的存储系统1所具备的电源电路30的构成例。如图2所示，实施方式的电源电路30具有控制部41、开关部42和电流检测部43。开关部42以及电流检测部43与作为输出电路的lc电路44一并构成dc/dc转换器的一部分。开关部42具有缓冲器b1及b2和开关元件m1及m2。lc电路44具有电感器l
x
和电容器c
x
。电流检测部43检测从开关部42流出的电流的值。电流检测部43将检测结果向控制部41输出。
18.控制部41具有控制信号生成部45、输出设定存储部46、电压比较部47、电流比较部48以及更新部49。控制信号生成部45生成对开关部42进行控制的控制信号。输出设定存储部46存储用于对电源电路30的输出电压值进行设定的设定信息。输出设定存储部46可通过能够存储设定信息的存储器、寄存器等实现。输出设定存储部46能够被从外部更新所存储的设定信息。输出设定存储部46能够存储用于对输出电压的初始值进行设定的设定信息或者用于对输出电压的更新后的值进行设定的设定信息。电压比较部47将从lc电路44反馈的反馈电压的值与通过预先存储于输出设定存储部46中的设定信息确定的输出电压值进行比较。控制信号生成部45基于电压比较部47的比较结果生成对开关部42的控制信号。电流比较部48将电流检测部43的检测结果和与电流相关的阈值进行比较。该阈值也可以存储于
输出设定存储部46。更新部49基于电流比较部48的比较结果对输出设定存储部46中存储的设定信息进行更新。
19.开关部42的缓冲器b1及b2将控制信号生成部45所生成的控制信号放大。开关元件m1及m2基于控制信号进行通断动作。由此，开关元件m1及m2生成与控制信号相应的脉冲状的电压。开关元件m1具有与电源v
dd
连接的源极、与开关元件m2的漏极连接的漏极和与缓冲器b1的输出连接的栅极。开关元件m2具有与呈接地电位的配线连接的源极、与开关元件m1的漏极连接的漏极和与缓冲器b2的输出连接的栅极。电源v
dd
的电压值是电源电路30的电源电位，接地电位是电源电路30的基准电位。开关元件m1及m2的漏极与电源电路30的输出点op连接。即，若通过控制信号生成部45的控制信号对开关元件m1及m2进行了通断控制，则向开关元件m1及m2的漏极以及输出点op输出脉冲状的电压。
20.lc电路44的电感器l
x
具有与电源电路30的输出点op连接的一端和与电容器c
x
连接的另一端。电容器c
x
设于电感器l
x
的另一端与接地电位之间。电感器l
x
与电容器c
x
的连接点是输出电源电路30的输出电压v
out
的节点。开关元件m1及m2的漏极出现的脉冲状的电压经由输出点op而被输入到电感器l
x
，生成通过lc电路44的作用而平滑的输出电压v
out
。输出电压v
out
经由供给线50而被供给到nand存储器10的电压供给点。nand存储器10的电压供给点是被供给nand存储器10的电源电压的端子或节点。
21.电感器l
x
与电容器c
x
的连接点经由反馈线fb连接于电源电路30的控制部41的电压比较部47。即，电源电路30的输出电压v
out
被反馈给控制部41的电压比较部47。电压比较部47将输出设定存储部46中存储的设定信息与经由反馈线fb得到的输出电压v
out
的值进行比较。控制信号生成部45基于电压比较部47的比较结果对开关元件m1及m2各自进行通断控制。这是dc/dc转换器的恒定电压生成动作，其结果是，输出电压v
out
被保持为一定大小的直流电压。
22.如图2所示，lc电路44具有相对于输出点op串联连接的电感器l
x
和连接在电感器l
x
与接地电位之间的电容器c
x
。即，lc电路44还作为与输出点op连接的低通滤波器发挥作用。通过该作用，输出电压v
out
被斩去高频域的频率成分，并经由反馈线fb向电压比较部47反馈。
23.电流检测部43对从电源电路30的输出点op经由供给线50流出的输出电流i
out
进行检测。电流检测部43通过监视开关部42的任一位置的电压或电流的状态，对从输出点op流出的输出电流i
out
进行检测。换言之，电流检测部43监视输出点op处的输出电流i
out
。电流检测部43既可以连续地监视输出电流i
out
，也可以以规定的时间间隔监视输出电流i
out
。例如，电流检测部43对连续监视到的输出电流i
out
的检测结果求平均或积分，并将该求平均或积分的结果作为检测结果向控制部41输出。再如，电流检测部43将以规定的时间间隔离散地获取到的检测结果向控制部41输出。这样一来，电流检测部43将检测出的电流i
out
的斩去了高频域的频率成分的检测结果反馈给控制部41(具体而言是电流比较部48)。
24.电流比较部48将电流检测部43的检测结果和与输出电流i
out
相关的阈值进行比较。更新部49基于电流比较部48的比较结果来更新输出设定存储部46的设定信息。
25.电源电路30也可以生成多个不同的电压。该情况下，电源电路30至少具备多个包含开关部42、电流检测部43及lc电路44的dc/dc转换电路即可。例如，电源电路30也可以生成与向nand存储器10供给的输出电压为不同的值且向存储控制器20供给的输出电压。另
外，lc电路44也可以以安装于电源电路30内的形式来实现。
26.(电流检测的作用)
27.实施方式的存储系统1所具备的电源电路30具有反馈输出电压v
out
并将其与同输出电压相关的设定信息进行比较的控制回路和检测、反馈输出电流i
out
并将其与同输出电流i
out
相关的阈值进行比较的控制回路。反馈输出电压v
out
的控制回路是作为dc/dc转换器的恒定电压生成动作。另一方面，反馈输出电流i
out
的控制回路是对输出电压v
out
进行修正以使负载的电压供给点的电压达到所希望的值的动作。
28.一般而言，dc/dc转换器的恒定电压生成动作反馈电源装置的输出电压。但是，在像用于存储系统的pmic那样利用单一的元件输出较低电压且大电流的电源装置中，需要考虑从电源装置到负载的供给线的电阻。即，即便电源装置的输出电压为所希望的值，也有可能因为供给线的电压下降而导致负载的电压供给点的电压变得低于所希望的值。这样，由于向负载供给的电压(也就是成为负载的电路的电源电压)变低，因此该负载有时不会正常或以所希望的精度进行动作。这是即便对作为dc/dc转换器的输出的lc电路的输出电压进行反馈控制也不能避免的。
29.实施方式的电源电路30具备电流检测部43来检测电源电路30(具体而言是开关部42)的输出电流i
out
。随着变为输出电流i
out
较大的状态，会产生与供给线50的电阻值成比例的电压下降。因此，实施方式的电源电路30根据输出电流i
out
的大小来变更输出电压v
out
的电压值。由此，能够进行供给线50的电压下降的影响被排除的输出电压v
out
的控制，做到了在负载的电压供给点处得到所希望的电压。
30.(实施方式的动作)
31.参照图2及图3对实施方式的存储系统1的电源电路30的动作进行说明。电源电路30基于用于设定输出电压的初始值的设定信息生成输出电压v
out
，并将所生成的输出电压v
out
输出。在这以后的说明中，将输出电压的初始值称为初始电压值。另外，将用于设定初始电压值的设定信息称为初始设定。具体而言，控制信号生成部45从输出设定存储部46读取初始设定，生成开关元件m1及m2的控制信号。开关元件m1及m2基于控制信号进行通断动作。输出点op处出现的电压被电感器l
x
及电容器c
x
平滑，生成输出电压v
out
。输出电压v
out
经由反馈线fb反馈给电压比较部47。电压比较部47将通过输出设定存储部46中存储的初始设定确定的初始电压值与反馈的输出电压v
out
进行比较。控制信号生成部45基于电压比较部47的比较结果，使控制信号变化以使输出电压v
out
达到初始电压值。在该阶段，输出电压v
out
被稳定在初始电压值(s100)。
32.电流检测部43监视输出点op处的输出电流i
out
(s105)。电流检测部43将通过进行监视而检测出的输出电流i
out
送到电流比较部48。
33.电流比较部48将输出电流i
out
的电流值和与输出电流i
out
的上限相关的阈值(以下，称为上限阈值)进行比较(s110)。在此，上限阈值设为1a。根据被推定为对负载的供给电压因供给线50中产生电压下降而降低的电流值，确定上限阈值。在输出电流i
out
不超过上限阈值的情况下(s110：否)，电流检测部43继续对输出电流i
out
进行监视(s105)。
34.在输出电流i
out
超过了上限阈值的情况下(s110：是)，更新部49利用用于对使初始电压值增加某一电压量(例如20mv)的输出电压值进行设定的设定信息，更新输出设定存储部46中存储的初始设定(s115)。这是因为，输出电流i
out
超过了上限阈值的状态可看作是供
给线50中的电压下降过大，其结果对负载的供给电压比所希望的电压值(例如初始电压值)低的状态。在这以后的说明中，将使初始电压值增加某一电压量的输出电压值称为更新电压值。另外，将用于设定更新电压值的设定信息称为更新设定。
35.电压比较部47将更新电压值与输出电压v
out
进行比较。控制信号生成部45基于电压比较部47的比较结果进行控制以使开关部42所生成的输出电压v
out
达到更新电压值。在此，向输出电压v
out
的值增加的方向进行控制(s120)。此时，控制信号生成部45对控制信号进行控制以使输出电压v
out
的变化不会变得剧烈。具体而言，控制信号生成部45以使输出电压v
out
以相对较小的转换速率变化的方式生成控制信号。这是为了抑制输出电压v
out
的急剧变动对负载的负面影响。
36.通过电压比较部47、控制信号生成部45、开关部42、lc电路44以及反馈线fb的控制回路，输出电压v
out
被稳定在新设定的更新电压值(s125)。通过s115到s125的控制，输出电压v
out
变为比初始电压值高的更新电压值，对负载的供给电压得以修正(增加)。此时，电流检测部43监视输出电流i
out
(s130)。
37.电流比较部48将输出电流i
out
的电流值和与输出电流i
out
的下限相关的阈值(以下，称为下限阈值)进行比较(s135)。在此，下限阈值设为500ma。根据被推定为对负载的供给电压因供给线50中的电压下降变小而变为过大的电流值，确定下限阈值。在输出电流i
out
不低于下限阈值的情况下(s135：否)，电流检测部43继续对输出电流i
out
进行监视(s130)。
38.在输出电流i
out
低于下限阈值的情况下(s135：是)，更新部49通过例如初始设定更新输出设定存储部46中存储的更新设定(s140)。这是因为，输出电流i
out
低于下限阈值的状态可看作是供给线50中的电压下降变小，其结果对负载供给电压变为接近所希望的电压值(例如初始电压值)的状态。
39.电压比较部47将初始电压值与输出电压v
out
进行比较。控制信号生成部45基于电压比较部47的比较结果进行控制以使开关部42所生成的输出电压v
out
达到初始电压值。由此，以使输出电压v
out
的值降低的方式进行控制(s145)。此时，控制信号生成部45对控制信号进行控制以使输出电压v
out
的变化不会变得剧烈。与s120相同，控制信号生成部45以使输出电压v
out
以相对较小的转换速率变化的方式生成控制信号。这是为了抑制输出电压v
out
的急剧变动对负载的负面影响。
40.通过电压比较部47、控制信号生成部45、开关部42、lc电路44、反馈线fb的控制回路，输出电压v
out
被稳定在新设定的初始电压值(s150)。通过s140到s150的控制，输出电压v
out
变为初始电压值，对负载的供给电压得以修正(减少)。此后也是电流检测部43继续对输出电流i
out
进行监视(s105)。
41.这样，根据实施方式的存储系统1的电源电路30，进行通过监视输出电流i
out
并将其与阈值比较而使对负载的供给电压达到所希望的供给电压值的控制。因而，即便在从电源电路30到负载的供给线50的线路长度长的情况下，也能够抑制供给线中产生的电压下降的影响，能够将对负载的供给电压稳定在适当值。另外，在利用pmic实现电源电路30的情况下，还有助于提高基板上的器件配置自由度而抑制成本。
42.并且，根据实施方式的存储系统1的电源电路30，设置与输出电流i
out
进行比较的两个阈值(上限阈值及下限阈值)，将使输出电压v
out
的值增加的阈值和使输出电压v
out
的值降低(初始化)的阈值设为不同的值。即，关于相对于输出电流i
out
的变化的输出电压v
out
的
控制，其具有滞后性。由此，即便例如在负载像nand存储器10那样在读取和写入中输出电流较大地变动的情况下，也能够抑制对负载(nand存储器10)的供给电压的变动。即，上述电源电路30的动作有助于使存储系统1的动作稳定。
43.而且，根据实施方式的存储系统1的电源电路30，控制信号生成部45对控制信号进行控制以使输出电压v
out
的变化不会变得剧烈。这样，通过使输出电压的变化有过渡，能够使给负载带来的影响为最小限度。
44.另外，如前所述，在实施方式的存储系统1中，对输出电压v
out
为一个种类的例子进行了说明，但并不局限于此。在需要供给不同的值的电源电压的情况下，也能够应用nand存储器10、存储控制器20、ram(未图示)等。
45.并且，在上述实施方式中，通过一个上限阈值与一个下限阈值的组合来修正输出电压v
out
，但并不局限于此。也可以将多个上限阈值以及多个下限阈值组合来进行多阶段的输出电压修正。而且，在上述实施方式中，在输出电流i
out
超过了上限阈值的情况下，使输出电压v
out
的值增加至更新电压值，在输出电流i
out
低于下限阈值的情况下，将输出电压v
out
的值设定为初始电压值，但也并不局限于此。也可以在输出电流i
out
低于下限阈值的情况下进行使输出电压v
out
的值减少规定量的控制。
46.对本发明的一些实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并没有限定发明的范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
47.附图标记说明
[0048]1…
存储系统，2
…
主机装置，10
…
nand型快闪存储器，20
…
存储控制器，30
…
电源电路，41
…
控制部，42
…
开关部，43
…
电流检测部，44
…
lc电路，45
…
控制信号生成部，46
…
输出设定存储部，47
…
电压比较部，48
…
电流比较部，49
…
更新部，50
…
供给线。

技术特征：

1.一种存储系统，其特征在于，具备：非易失性的存储器；存储控制器，对所述存储器进行控制；以及电源电路，供给成为所述存储器及所述存储控制器中的至少一方的电源的电压；所述电源电路存储与所供给的所述电压的值相关的第一信息，输出基于由所存储的所述第一信息确定的所述电压的值的输出电压，检测所述输出电压的输出端处的输出电流，将检测出的所述输出电流的值与阈值进行比较，并将所存储的所述第一信息更新为基于所述比较的结果对所供给的所述电压的值进行了更新的第二信息。2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述阈值包含表示上限的第一阈值和表示下限的第二阈值，所述电源电路在所述比较的结果是所述输出电流的值超过所述第一阈值的情况下，使所述电压值增加，所述电源电路在所述比较的结果是所述输出电流的值低于所述第二阈值的情况下，使所述电压值减少。3.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述电源电路在所述第一信息被更新成所述第二信息的情况下，使所述输出电压以规定的转换速率变化。4.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述电源电路具备：第一电路，通过对一对开关元件进行通断控制来生成脉冲电压；以及第二电路，使所述第一电路所生成的所述脉冲电压平滑而生成所述输出电压。5.根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，所述电源电路基于所存储的所述电压的值以及所述输出电压的值对所述第一电路进行控制。6.根据权利要求1至5中任一项所述的存储系统，其特征在于，所述第一信息包含与作为所述存储器的电源而供给的第一电压的值相关的第三信息以及与作为所述存储控制器的电源而供给的第二电压的值相关的第四信息，所述电源电路输出基于由所述第三信息确定的所述第一电压的值的第一输出电压，检测所述第一输出电压的输出端处的第一输出电流，将检测出的所述第一输出电流的值与第一阈值进行比较，并将所述第三信息更新为基于所述第一输出电流的值与所述第一阈值的比较结果对所述第一电压的值进行了更新的第五信息，所述电源电路输出基于由所述第四信息确定的所述第二电压的值的第二输出电压，检测所述第二输出电压的输出端处的第二输出电流，将检测出的所述第二输出电流的值与第二阈值进行比较，并将所述第四信息更新为基于所述第二输出电流的值与所述第二阈值的比较结果对所述第二电压的值进行了更新的第六信息。7.一种存储系统的电源的控制方法，所述存储系统具备非易失性的存储器、对所述存储器进行控制的存储控制器和供给成为所述存储器及所述存储控制器中的至少一方的电源的电压的电源电路，其特征在于，所述存储系统的电源的控制方法包括如下步骤：存储与所供给的所述电压的值相关的第一信息，
输出基于由所存储的所述第一信息确定的所述电压的值的输出电压，检测所述输出电压的输出端处的输出电流，将检测出的所述输出电流的值与阈值进行比较，将所存储的所述第一信息更新为基于所述比较的结果对所供给的所述电压的值进行了更新的第二信息。

技术总结

提供一种存储系统以及存储系统的电源的控制方法，能够在电源供给对象处供给所希望的电压值。实施方式的存储系统具备：非易失性的存储器；存储控制器，该存储控制器对存储器进行控制；以及电源电路，该电源电路供给成为存储器及存储控制器中的至少一方的电源的电压；电源电路存储与所供给的电压的值相关的第一信息，输出以通过所存储的第一信息确定的所述电压的值为依据的输出电压，检测输出电压的输出端处的输出电流，将检测出的输出电流的值与阈值进行比较，并将所存储的第一信息更新为基于比较的结果对所供给的电压的值进行了更新的第二信息。的第二信息。的第二信息。