[發(fā)明專利]一種固態(tài)硬盤及其控制裝置、系統(tǒng)、方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310022799.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN103942005B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎智;李欣;王燦;楊繼濤;張琴;李程;向志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東華晟數(shù)據(jù)固態(tài)存儲(chǔ)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06;G06F9/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林瑞云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)硬盤及其對(duì)應(yīng)的控制裝置、控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)

固態(tài)硬盤（Nand?Flash）由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片）組成，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致（參見中國(guó)專利申請(qǐng)“基于固態(tài)硬盤的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”CN201210000778.3）。

目前固態(tài)硬盤廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。雖然目前成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場(chǎng)。固態(tài)硬盤相對(duì)于傳統(tǒng)硬盤，具有速度快、響應(yīng)延時(shí)低、抗震動(dòng)、靜音等優(yōu)點(diǎn)。

但是由于存儲(chǔ)介質(zhì)的改變，需要根據(jù)固態(tài)硬盤的特性提供一些功能，供主機(jī)調(diào)用以獲取高的性能及增加可靠性。這些功能一般都是采用Vendor?Specific命令進(jìn)行實(shí)現(xiàn)（參見中國(guó)專利申請(qǐng)“原生SATA的固態(tài)硬盤控制器”CN200810032053.6、美國(guó)專利“NAND?flash?memory”US8233325以及“Increased?NAND?flash?memory?read?throughput”US8174892）。

但是在實(shí)際應(yīng)用中，部分RAID卡、HBA卡、SPS（SATA?Port?Selector）芯片存在對(duì)ATA命令部分支持的情況，特別是對(duì)于ATA協(xié)議（ATA串行傳輸是一種高速的ATA協(xié)議。串行傳輸使用了G比特技術(shù)和8b/10b編碼）中規(guī)定的Vendor?Specific命令會(huì)出現(xiàn)不支持的情況。導(dǎo)致在這種主機(jī)環(huán)境下這些Vendor?Specific命令無(wú)法下發(fā)，固態(tài)硬盤不能得到合適的配置，從而不能發(fā)揮出應(yīng)有的性能及獲得可靠性的提升。

即使在支持Vendor?Specific命令的主機(jī)環(huán)境中。由于SATA（Serial?Advanced?Technology?Attachment，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口）協(xié)議規(guī)定，NCQ（Native?Command?Queue）命令和非NCQ命令不能混合執(zhí)行，當(dāng)下發(fā)這些為固態(tài)硬盤設(shè)計(jì)的Vendor?Specific命令時(shí)，必須先停止業(yè)務(wù)（即NCQ命令），這樣會(huì)造成性能的短暫下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種固態(tài)硬盤及其對(duì)應(yīng)的控制裝置、控制系統(tǒng)和控制方法，本發(fā)明提供的技術(shù)方案主要是利用NCQ命令下發(fā)Vendor?Specific指令代碼，在不支持Vendor?Specific命令的主機(jī)環(huán)境上同樣實(shí)現(xiàn)Vendor?Specific命令對(duì)應(yīng)的功能，從而避免在某些主機(jī)環(huán)境上無(wú)法下發(fā)Vendor?Specific命令的情況。同時(shí)本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以將下發(fā)Vendor?Specific命令對(duì)固態(tài)硬盤性能造成的影響降到最低程度，保證固態(tài)硬盤在各種環(huán)境下均可以按照設(shè)計(jì)目的獲得高的性能和良好的可靠性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種固態(tài)硬盤控制方法，包括：

創(chuàng)建一條原生命令隊(duì)列NCQ，并將設(shè)定的Vendor?Specific指令代碼寫入到NCQ命令的LBA?Field字段；

向固態(tài)硬盤下發(fā)攜帶有所述Vendor?Specific指令代碼的NCQ命令；

所述固態(tài)硬盤接收所述NCQ命令后，解析其LBA?Field字段，并判斷所述LBA?Field字段是否攜帶Vendor?Specific指令代碼；

若所述判斷為是，則根據(jù)所述Vendor?Specific指令代碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，并反饋執(zhí)行結(jié)果。

其中，所述判斷所述LBA?Field字段是否攜帶Vendor?Specific指令代碼之后還包括：若所述判斷為否，則進(jìn)一步判斷所述LBA?Field字段是否在所述固態(tài)硬盤的讀寫范圍內(nèi)；

若判斷為是，則執(zhí)行相應(yīng)讀寫操作，包括：讀取固態(tài)硬盤上的相應(yīng)數(shù)據(jù)和/或?qū)⑾鄳?yīng)數(shù)據(jù)寫入固態(tài)硬盤；若判斷為否，則反饋命令失敗。

其中，所述NCQ命令包括：READ?FPDMA?QUEUED命令和/或WRITE?FPDMA?QUEUED命令；

所述NCQ命令的LBA?Field字段的有效值為48Bit，并定義0xFFFFFFFFF00-0xFFFFFFFFFFFF的范圍為Vendor?Specific指令代碼。

其中，所述固態(tài)硬盤接收所述NCQ命令后，解析其LBA?Field字段，并判斷所述LBA?Field字段是否攜帶Vendor?Specific指令代碼，包括