[發明專利]數據存取控制方法、嵌入式存儲系統及嵌入式設備

在審

• 申請號: 202011119660.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112256601A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王耀輝
• 申請（專利權）人: 凌云光技術股份有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種數據存取控制方法，其特征在于，包括：

基于可編程邏輯門陣列FPGA實現的主機控制器獲取待執行的設備操作命令，所述主機控制器是基于非易失性存儲器的傳輸規范NVMe的主機控制器；

所述主機控制器將所述設備操作命令寫入設備操作命令提交隊列；

所述主機控制器通過基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的高速串行計算機擴展總線標準PCIe控制器，通知NVMe固態存儲設備的設備控制器執行所述設備操作命令；

所述設備控制器通過所述PCIe控制器從所述提交隊列獲取所述設備操作命令；

所述設備控制器執行所述設備操作命令；

所述設備控制器通過所述PCIe控制器將命令執行結果寫入設備操作命令完成隊列；

所述主機控制器通過硬件查詢方式實時檢測設備操作命令完成隊列項；若檢測到所述完成隊列項，則處理所述完成隊列項包括的命令執行結果；

其中，所述提交隊列是基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的提交隊列；

所述主機控制器通知固態存儲設備的設備控制器執行所述設備操作命令，包括：

所述主機控制器通過所述PCIe控制器，將所述設備操作命令在所述提交隊列中的存儲地址寫入提交隊列門鈴寄存器；

所述設備控制器通過所述提交隊列門鈴寄存器獲取執行所述設備操作命令的通知；

其中，所述設備操作命令包括寫數據命令；所述數據存取控制方法還包括：

應用程序向基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的數據寫入控制模塊發送幀起始脈沖信號和待寫入數據幀的起始地址；

針對所述待寫入數據幀的各個子幀，所述應用程序通過所述數據寫入控制模塊獲取基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的數據寫入緩沖區的狀態,并根據所述狀態判斷所述數據寫入緩沖區的可用空間是否滿足所述子幀的存儲需求；若是，則所述應用程序將所述子幀的數據有效指示和數據同步寫入至所述數據寫入緩沖區；

基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的主機控制器獲取待執行的設備操作命令，包括：

在所述主機控制器確定所述數據寫入緩沖區的數據量達到第一預設閾值時，根據所述起始地址生成所述寫數據命令；

所述設備控制器執行所述設備操作命令，包括：

所述設備控制器通過所述PCIe控制器獲取所述數據寫入緩沖區中的數據；

將所述數據寫入緩沖區中的數據寫入所述固態存儲設備；

所述方法還包括：

在將所述待寫入數據幀寫入至所述固態存儲設備后，所述應用程序向所述數據寫入控制模塊發送數據幀結束信號；

所述數據寫入控制模塊通過基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的應用程序數據控制模塊,將所述待寫入數據幀的文件信息存儲到基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的文件系統管理模塊的文件索引區；

其中，所述設備操作命令包括讀數據命令；所述數據存取控制方法還包括：

應用程序向基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的數據讀出控制模塊發送讀數據幀命令，所述讀數據幀命令包括LBA起始地址和數據讀取長度；

所述數據讀出控制模塊將所述讀數據幀命令轉發至所述主機控制器；

基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的主機控制器獲取待執行的設備操作命令，包括：

所述主機控制器獲取基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的數據讀出緩沖區的狀態；

所述主機控制器根據所述數據讀出緩沖區的狀態、所述LBA起始地址和所述數據讀取長度，生成一個或多個所述讀數據命令；

所述設備控制器執行所述設備操作命令，包括：

所述設備控制器從所述固態存儲設備讀取數據；

通過所述PCIe控制器將讀取的數據發送至所述數據讀出緩沖區；

所述處理所述命令執行結果，包括：

所述數據讀出控制模塊向所述應用程序發送幀起始脈沖信號；

針對所述數據讀出緩沖區中已讀取數據的各個子幀，所述數據讀出控制模塊獲取基于所述可編程邏輯門陣列FPGA實現的應用程序緩沖區的狀態,并根據所述應用程序緩沖區的狀態判斷所述應用程序緩沖區的可用空間是否滿足所述子幀的存儲需求；若是，則所述數據讀出控制模塊將所述子幀的數據有效指示和數據同步寫入至所述應用程序緩沖區；

所述應用程序讀取所述應用程序緩沖區中的數據；

在將所有所述子幀的數據寫入至所述應用程序緩沖區后，所述數據讀出控制模塊向所述應用程序發送數據幀結束信號。