[發(fā)明專利]一種PCRAM支持的物聯(lián)網(wǎng)終端文件管理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010696256.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112015694A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宏宇;沈峻;李文強;盛黎明;湯嘯雷;陶軍;沈卓煒
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金智科技股份有限公司
• 主分類號: G06F16/11
• 分類號: G06F16/11;G06F16/13;G06F16/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

本發(fā)明公開了一種PCRAM支持的物聯(lián)網(wǎng)終端文件管理方法，將PCRAM存儲器劃分為兩個等大的邏輯區(qū)域，第一個區(qū)域采用基于FAT16擴展的scFAT文件管理系統(tǒng)，存儲FAT表、根目錄區(qū)和文件數(shù)據(jù)。第二個區(qū)域基于SC_List機制進行存算一體變量混合內(nèi)存管理；根據(jù)PCRAM讀寫控制邏輯實現(xiàn)PCRAM存儲文件到存算一體變量的指針加載操作以及存算一體變量到PCRAM存儲文件的存儲操作。本發(fā)明有效提升了輕量級物聯(lián)網(wǎng)終端的存算一體技術(shù)應(yīng)用能力；解決了存算一體數(shù)據(jù)和信息的實時、高效文件交互應(yīng)用管理問題；新的文件訪問擴展接口通過直接對PCRAM存儲變量和文件系統(tǒng)的目錄部分進行物理讀寫操作完成，相比傳統(tǒng)依賴磁盤讀、寫函數(shù)調(diào)用的實現(xiàn)方式(需要大量的數(shù)據(jù)緩存拷貝、遷移操作)有顯著效率提升；從而，使物聯(lián)網(wǎng)終端整體的存算功能和性能均有顯著提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非易失存儲器及文件管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種PCRAM支持的物聯(lián)網(wǎng)終端文件管理方法。

背景技術(shù)

近年來，鑒于PCRAM存儲器的非易失性、讀取速度快、可字節(jié)尋址等優(yōu)良特性，其應(yīng)用在不斷擴展。大量研究表明，用文件管理系統(tǒng)直接管理此類存儲器代替?zhèn)鹘y(tǒng)FLASH存儲器有非常好的效果和性能(張鴻斌,范捷,舒繼武,胡慶達(dá).基于相變存儲器的存儲系統(tǒng)與技術(shù)綜述[J].計算機研究與發(fā)展,2014,51(8):1647-1662.)。

現(xiàn)有基于PCRAM技術(shù)的文件管理系統(tǒng)研究，主要可以分為兩大類:一類主要研究面向主機系統(tǒng)應(yīng)用的存儲級文件管理系統(tǒng)(張崢.面向非易失存儲器的文件系統(tǒng)研究[D].華中科技大學(xué),2018.Jian Xu,Steven Swanson.NOVA:A Log-structured File System forHybrid Volatile/Nonvolatile Main Memories[C].File and Storage Technologies,2016:323–338.李順芳,陳小剛,韓文炳,段有康,宋志棠.基于鏈表和N-ary樹結(jié)構(gòu)實現(xiàn)快速回滾的文件系統(tǒng)管理方法、裝置、終端、介質(zhì)[P].CN109933564A,2019-06-25.李順芬,陳小剛,李大剛,韓文炳,李鴿子,陳詩雁,宋志棠.一種基于N-ary樹結(jié)構(gòu)的隨機訪問的文件系統(tǒng)的實現(xiàn)方法[P].CN106354890A,2017-01-25.)，主要目的是提升內(nèi)存文件管理系統(tǒng)的吞吐性能，為海量存儲信息的高性能計算提供支撐。此類研究主要面向海量存儲，通常的研究背景操作系統(tǒng)為UNIX/LINUX,需要處理器具有MMU電路支持。另一類研究主要面向嵌入式系統(tǒng)(Hyung Gyu Lee.High-performance NAND and PRAM hybrid storage design forconsumer electronics[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics,2010,56(1):112-118.)，考慮在有限資源環(huán)境下，如何利用PCRAM等非易失存儲器特性，高效地支持嵌入式應(yīng)用的文件信息交互問題?，F(xiàn)有的此類研究，往往還是以具有MMU電路的MCU架構(gòu)嵌入式硬件環(huán)境為主，在輕量級物聯(lián)網(wǎng)終端軟、硬件環(huán)境并不能直接采用。以上技術(shù)方案均不適用于物聯(lián)網(wǎng)終端的應(yīng)用。

本發(fā)明針對的是輕量級物聯(lián)網(wǎng)終端，其硬件基礎(chǔ)是不支持MMU的MCU架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)終端采用PCRAM存儲器技術(shù)，通過擴展內(nèi)存接口進行RAM/PCRAM混合內(nèi)存管理。本發(fā)明研究在此結(jié)構(gòu)下的PCRAM中進行文件管理，提出新的文件管理方法來提升文件管理系統(tǒng)性能，從而利用PCRAM的存算一體特性來解決輕量級物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)的高效文件管理問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服物聯(lián)網(wǎng)終端現(xiàn)有文件管理系統(tǒng)存算一體技術(shù)應(yīng)用存在的不足，本發(fā)明提出一種PCRAM支持的物聯(lián)網(wǎng)終端文件管理方法，針對PCRAM存儲器的物聯(lián)網(wǎng)終端文件管理系統(tǒng)scFAT，本發(fā)明有效提升了輕量級物聯(lián)網(wǎng)終端的存算一體技術(shù)應(yīng)用能力，解決了存算一體數(shù)據(jù)和信息的實時、高效文件交互應(yīng)用管理問題，使物聯(lián)網(wǎng)終端整體的存算功能和性能均有顯著提升。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：