[發明專利]緩存管理器及控制部件

在審

• 申請號: 201911346536.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113032293A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 何振;張澤;劉傳杰;介百瑞;涂友鋼
• 申請（專利權）人: 北京憶芯科技有限公司
• 主分類號: G06F12/0868
• 分類號: G06F12/0868;G06F12/0871
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本申請提供了緩存管理器及控制部件。其中，緩存管理器包括接口、分配模塊和存儲器，所述接口接收緩存分配請求，并將所述緩存分配請求發送給所述分配模塊；以及所述接口接收所述分配模塊返回的第一緩存索引信息，并輸出第一所述緩存索引信息；響應于所述緩存分配請求，所述分配模塊分配N個空閑的存儲塊，并生成所述第一緩存索引信息，所述存儲塊位于緩存內，所述N為正整數，所述第一緩存索引信息包括所述N個存儲塊的索引；所述存儲器存儲至少N個存儲塊的索引。利用硬件實現的緩存管理器代替現有技術中的軟件管理緩存，從而減少控制部件中分配緩存時的軟件和硬件之間的交互次數，提高控制部件內部的信息交互速度，達到減少主機到閃存芯片之間的數據傳輸的時間的技術效果。

技術領域

本申請涉及存儲技術，特別地，涉及緩存管理器及控制部件。

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(MagneticRandom Access Memory，磁阻存儲器)、RRAM(Resistive Random Access Memory，阻變存儲器)、XPoint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。