[發(fā)明專利]一種基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部緩存管理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210559664.2
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103049397A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李順芬;陳小剛;王玉嬋;周密;李鴿子;王月青;陳一峰;許林海;陳后鵬;宋志棠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部緩存數(shù)據(jù)塊置換方法，應(yīng)用于包括有至少由SATA接口控制器、微處理器、DRAM內(nèi)存、本地總線、閃存控制器、及NAND閃存組成的硬件架構(gòu)中，其特征在于，所述硬件架構(gòu)中還包括PCRAM緩存，所述PCRAM緩存包括數(shù)據(jù)塊置換區(qū)及映射表存儲區(qū)，其中，所述數(shù)據(jù)塊置換區(qū)用于存放從所述DRAM內(nèi)存置換到所述PCRAM緩存的數(shù)據(jù)塊，所述映射表存儲區(qū)用于保存數(shù)據(jù)頁邏輯地址到物理地址之間的映射表，所述數(shù)據(jù)塊置換方法包括以下步驟：

1）判斷所述PCRAM緩存內(nèi)是否有相應(yīng)數(shù)據(jù)塊聚簇，若有，則執(zhí)行步驟2），若無，則轉(zhuǎn)至步驟3）；

2）將所述DRAM內(nèi)存中更新的相關(guān)數(shù)據(jù)頁置換到所述PCRAM緩存中存放該數(shù)據(jù)塊聚簇相對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁邏輯地址，完成數(shù)據(jù)塊置換；

3）將該數(shù)據(jù)塊聚簇缺少的數(shù)據(jù)頁從所述NAND閃存中讀出，并按邏輯順序填入所述DRAM內(nèi)存中該數(shù)據(jù)塊聚簇相對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁邏輯地址，然后把所述DRAM內(nèi)存中相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊聚簇寫入所述PCRAM的空閑數(shù)據(jù)塊，完成數(shù)據(jù)塊置換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部緩存數(shù)據(jù)塊置換方法，其特征在于：所述DRAM內(nèi)存中屬于同一物理塊的數(shù)據(jù)頁按邏輯順序進(jìn)行聚簇，以數(shù)據(jù)頁聚簇對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的塊號為節(jié)點，形成緩沖區(qū)鏈表；當(dāng)更新聚簇內(nèi)的數(shù)據(jù)頁或者向聚簇中插入新寫操作數(shù)據(jù)頁時，則將該數(shù)據(jù)頁聚簇移動到緩沖區(qū)鏈表的頭部，而讀操作數(shù)據(jù)頁時不改變數(shù)據(jù)頁聚簇在緩沖區(qū)鏈表中的順序。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部緩存數(shù)據(jù)塊置換方法，其特征在于：還包括判斷一數(shù)據(jù)塊節(jié)點的聚簇位于緩沖區(qū)鏈表尾部且超過預(yù)設(shè)閾值時的步驟，若超過預(yù)設(shè)閾值則執(zhí)行所述步驟1）。

4.一種基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部閃存數(shù)據(jù)塊回寫方法，應(yīng)用于包括有至少由SATA接口控制器、微處理器、DRAM內(nèi)存、本地總線、閃存控制器、及NAND閃存組成的硬件架構(gòu)中，其特征在于，所述硬件架構(gòu)中還包括PCRAM緩存，所述PCRAM緩存包括數(shù)據(jù)塊置換區(qū)及映射表存儲區(qū)，其中，所述數(shù)據(jù)塊置換區(qū)用于存放從所述DRAM內(nèi)存置換到所述PCRAM緩存的數(shù)據(jù)塊，所述映射表存儲區(qū)用于保存數(shù)據(jù)頁邏輯地址到物理地址之間的映射表，所述閃存數(shù)據(jù)塊回寫方法包括以下步驟：

1）判斷所述PCRAM緩存內(nèi)是否有相應(yīng)數(shù)據(jù)塊聚簇，若有，則執(zhí)行步驟2），若無，則轉(zhuǎn)至步驟3）；

2）將所述DRAM內(nèi)存中相應(yīng)聚簇的數(shù)據(jù)頁置換到PCRAM緩存中存放該聚簇相對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁邏輯地址，然后將所述PCRAM緩存內(nèi)相應(yīng)聚簇以塊形式寫入所述NAND閃存，完成閃存數(shù)據(jù)塊回寫；

3）將該數(shù)據(jù)塊聚簇缺少的數(shù)據(jù)頁從所述NAND閃存中讀出，并按邏輯順序填入所述DRAM內(nèi)存中該聚簇相對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁邏輯地址，然后把所述DRAM內(nèi)存中相應(yīng)聚簇以塊形式寫入所述NAND閃存，完成閃存數(shù)據(jù)塊回寫。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部閃存數(shù)據(jù)塊回寫方法，其特征在于：所述DRAM內(nèi)存中屬于同一物理塊的數(shù)據(jù)頁按邏輯順序進(jìn)行聚簇，以數(shù)據(jù)頁聚簇對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的塊號為節(jié)點，形成緩沖區(qū)鏈表；當(dāng)更新聚簇內(nèi)的數(shù)據(jù)頁或者向聚簇中插入新寫操作數(shù)據(jù)頁時，則將該數(shù)據(jù)頁聚簇移動到緩沖區(qū)鏈表的頭部，而讀操作數(shù)據(jù)頁時不改變數(shù)據(jù)頁聚簇在緩沖區(qū)鏈表中的順序。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于新型存儲器的固態(tài)硬盤內(nèi)部閃存數(shù)據(jù)塊回寫方法，其特征在于：還包括判斷所述DRAM內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊聚簇是否超過預(yù)設(shè)時間沒被訪問的步驟，若是則執(zhí)行所述步驟1）。