[發(fā)明專利]帶有關(guān)鍵字的硬件緩存管理單元（BMU）

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911406218.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111159065A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉健;鄭先翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門鑫憶訊科技有限公司
• 主分類號: G06F12/0893
• 分類號: G06F12/0893;G06F12/02
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

提供了帶有關(guān)鍵字的硬件緩存管理單元(BMU)。所提供的硬件緩存管理單元，包括分配?鎖定單元、命中?鎖定單元、釋放?解鎖單元、關(guān)鍵字提交單元以及關(guān)鍵字表；所述關(guān)鍵字表包括多個條目，每個條目代表緩存單元之一；所述分配?鎖定單元從關(guān)鍵字表中搜索代表可用緩存單元的條目并輸出代表該可用緩存單元的緩存單元索引；所述命中?鎖定單元響應于被提供的關(guān)鍵字輸出存儲了被提供的關(guān)鍵字的條目對應的緩存單元索引；所述解鎖?釋放單元響應于被提供的緩存單元索引，將關(guān)鍵字表中該被提供的緩存單元索引對應的條目的分配計數(shù)字段遞減；所述關(guān)鍵字提交單元響應于被提供的關(guān)鍵字與緩存單元索引，將被提供的關(guān)鍵字記錄在關(guān)鍵字表中該被提供的緩存單元索引對應的條目中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及緩存管理，具體地，涉及帶有關(guān)鍵字的硬件緩存管理單元(BMU，BufferManagementUnit)。

背景技術(shù)

圖1展示了存儲設(shè)備的框圖。存儲設(shè)備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同固態(tài)存儲設(shè)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(shù)附件)、SCSI(SmallComputer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行連接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅(qū)動器電子)、USB(Universal SerialBus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe，高速外圍組件互聯(lián))、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、UFS(Universal Flash Storage)、eMMC(embedded MMC(MultiMediaCard))、以太網(wǎng)、光纖通道、無線通信網(wǎng)絡(luò)等連接主機與存儲設(shè)備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設(shè)備相通信的信息處理設(shè)備，例如，個人計算機、平板電腦、服務(wù)器、便攜式計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器、蜂窩電話、個人數(shù)字助理等。存儲設(shè)備102包括接口103、控制部件104、一個或多個NVM芯片105以及DRAM(DynamicRandom Access Memory，動態(tài)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(wǎng)、光纖通道等方式與主機交換數(shù)據(jù)。

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(shù)據(jù)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(xiàn)，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現(xiàn)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(zhí)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(shù)據(jù)。在DRAM可存儲FTL表和/或緩存的IO命令的數(shù)據(jù)。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為介質(zhì)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(xié)議的方式向NVM芯片105發(fā)出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執(zhí)行結(jié)果。已知的NVM芯片接口協(xié)議包括“Toggle”、“ONFI”等。

圖2展示了存儲設(shè)備的控制部件的框圖。