[發明專利]雙端口固態存儲設備及其數據處理方法

在審

• 申請號: 201810332910.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN110377221A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉筱君
• 申請（專利權）人: 北京憶恒創源科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F13/40
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

本申請提供雙端口固態存儲設備及其數據處理方法，雙端口固態存儲設備包括控制部件與耦合到控制部件的非易失存儲芯片，其中，控制部件包括事務層模塊、第一CPU子系統、第一PCIe物理層模塊、第二PCIe物理層模塊；每個PCIe物理層模塊用于將控制部件耦合到雙端口固態存儲設備的一個PCIe端口；事務層模塊與第一CPU子系統耦合，第一CPU子系統處理從事務層模塊獲取的來自第一PCIe端口與第二PCIe端口的傳輸層數據包，從傳輸層數據包中獲取IO命令，并根據獲取的IO命令訪問非易失存儲芯片。

技術領域

本申請涉及存儲設備技術領域，尤其涉及雙端口固態存儲設備及其數據處理方法。

背景技術

圖1展示了固態存儲設備的框圖。固態存儲設備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同固態存儲設備102之間可通過多種方式相耦合，耦合方式包括但不限于通過例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級技術附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統接口)、SAS(Serial AttachedSCSI，串行連接SCSI)、IDE (Integrated Drive Electronics，集成驅動器電子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component InterconnectExpress,PCIe，高速外圍組件互聯)、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、以太網、光纖通道、無線通信網絡等連接主機與固態存儲設備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設備相通信的信息處理設備，例如，個人計算機、平板電腦、服務器、便攜式計算機、網絡交換機、路由器、蜂窩電話、個人數字助理等。存儲設備102包括接口103、控制部件104、一個或多個NVM芯片 105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機訪問存儲器) 110。

NAND閃存、相變存儲器、FeRAM(Ferroelectric RAM，鐵電存儲器)、 MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁阻存儲器)、RRAM(Resistive Random AccessMemory，阻變存儲器)等是常見的NVM。

接口103可適配于通過例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太網、光纖通道等方式與主機交換數據。

控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之間的數據傳輸，還用于存儲管理、主機邏輯地址到閃存物理地址映射、擦除均衡、壞塊管理等。控制部件104可通過軟件、硬件、固件或其組合的多種方式實現，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現場可編程門陣列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，應用專用集成電路)或者其組合的形式。控制部件104也可以包括處理器或者控制器，在處理器或控制器中執行軟件來操縱控制部件104的硬件來處理IO(Input/Output)命令。控制部件104還可以耦合到DRAM 110，并可訪問 DRAM 110的數據。在DRAM可存儲FTL表和/或緩存的IO命令的數據。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為介質接口控制器、閃存通道控制器)，閃存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105 的接口協議的方式向NVM芯片105發出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執行結果。已知的NVM芯片接口協議包括“Toggle”、“ONFI”等。

在固態存儲設備中，利用FTL(Flash Translation Layer，閃存轉換層) 來維護從邏輯地址到物理地址的映射信息。邏輯地址構成了操作系統等上層軟件所感知到的固態存儲設備的存儲空間。物理地址是用于訪問固態存儲設備的物理存儲單元的地址。在相關技術中還可利用中間地址形態實施地址映射。例如將邏輯地址映射為中間地址，進而將中間地址進一步映射為物理地址。