一种通过内存总线访问的存储装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通过内存总线访问的存储装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，特别是互联网的普及，各种类型的数据量迅速增长，其中视频数据占主要部分，迫切需要大容量、高性能的存储系统来有效保存和快速访问这些数据。
[0003]传统的机械硬盘虽然技术成熟、成本低、容量大，但是性能存在瓶颈，而且功耗较大，已经逐渐让位于固态硬盘。固态硬盘使用半导体非易失存储器来保存数据，目前使用的是闪存等非易失性存储器，在性能、功耗、可靠性方面具有优势，但是成本较高，通常作为机械硬盘的缓存使用，随着半导体工艺的不断改进，闪存的成本在持续下降，迟早会取代机械硬盘。
[0004]固态硬盘(SSD，Solid State Drive)常见的一种形态与机械硬盘类似，例如都米用 SATA (Serial Advanced Technology Attachment)或 SAS(Serial Attached SmallComputer System Interface)接口，尺寸为2.5或3.5寸，可以通过SATA或SAS电缆与计算机系统相连，也可以直接插入服务器上的硬盘插槽。
[0005]固态硬盘通常包含控制器、缓存和闪存，控制器通过SAS/SATA接口与计算机系统相连。缓存用来暂时保存待写入闪存的数据或者从闪存读出的数据，也可以作为控制器的内存保存它运行所需的代码和数据(控制器里面有cpu)。闪存作为存储介质用来保存固态硬盘的所有数据，能够接受控制器的读写访问。这种形态的固态硬盘体积较大，而且SAS/SATA接口的带宽一般不超过6Gbps，性能较低。
[0006]另一种常见的固态硬盘米用PCIe (Peripheral Component Interconnectexpress)插卡的形态，与上述SATA或SAS接口的固态硬盘的区别主要是与计算机系统的接口不同，而内部结构基本相同。由于PCIe接口的信号速率可达8Gbps，位宽可选16位，因此带宽可达128Gbps，而且延时低。这种形态的固态硬盘体积仍然较大，而且计算机系统的PCIe插槽较少，限制了安装密度和容量的提升。
[0007]现有技术中，为了解决安装密度和容量小的问题，还采取了一种内存条式的固态硬盘，以实现在相同体积的服务器内，能装入更多的固态硬盘，进而增大存储容量。
[0008]现有技术采用了内存条式的闪存条来解决固态盘安装密度和容量的问题，由于直接安装在内存条插槽上，因此安装简便，而且节省空间，存储密度高。但是现有技术都是CPU直接访问闪存，即CPU在一个访问周期内，把要访问的目标地址、命令等通过信号线直接送出，存储控制器把这个信号转发给存储模块，存储模块接收这个信号并执行相应操作。这种访问方式把存储装置上的存储模块直接映射到CPU的寻址空间，因此会受限于CPU的寻址空间范围。例如300GB的闪存如果应用在寻址范围只有4GB的cpu上，那么300G闪存的实际使用不会超过4GB ;再如若cpu的寻址范围是1TB，那么固态盘的总容量就不能超过1TB。这种访问方式使得设备中的存储容量受限。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明实施例提供了一种通过内存总线访问的存储装置，本发明中所提到的存储装置除了包括闪存之外，还可以包括相变存储器、可变电阻式存储器等非易失性存储介质。通过设置增加命令寄存器和状态寄存器，采用寄存器这样的间接访问方式，使得存储数据访问空间不再受到CPU提供的寻址空间的限制。
[0010]根据本发明实施例的第一方面，提供了一种通过内存总线访问的存储装置，上述装置包括接口控制器、存储模块、存储控制器，其特征在于，所述装置包括接口控制器、存储模块、存储控制器，其特征在于，所述装置还包括命令寄存器、状态寄存器；且所述接口控制器能够与计算机系统的内存条接口电气连接；所述接口控制器用于接收CPU发送的访问所述存储模块的访问命令；所述接口控制器用于将所述访问命令写入所述命令寄存器；所述存储控制器用于根据所述命令寄存器中的访问命令，对所述存储模块执行相应的读写操作。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括切换控制寄存器、读缓存、写缓存；其中所述读缓存用于保存从所述存储模块中已读出的数据；所述写缓存用于保存待写入所述存储模块的数据；所述切换控制寄存器用于根据所述CPU发送的模式寄存器设置MRS命令，在所述对所述存储模块执行相应的读写操作过程中:在所述命令寄存器和所述读缓存中切换使所述命令寄存器和所述读缓存中的一个电气连接到所述计算机系统的内存条接口上，或者在所述命令寄存器和所述写缓存中切换使所述命令寄存器和所述写缓存中的一个电气连接到所述计算机系统的内存条接口上。
[0012]结合第一方面，或者结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述切换控制寄存器将所述读缓存、所述写缓存和所述命令寄存器分时连接到所述计算机系统的内存条接口上。
[0013]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，上述读缓存、上述写缓存、上述命令寄存器在上述CPU的寻址空间内的起始地址相同。
[0014]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，上述访问命令中包含上述CPU将要访问上述存储模块的逻辑块地址LBA地址、数据长度和读写命令。
[0015]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述存储装置还包括状态寄存器，所述状态寄存器用于指示所述存储模块当前的工作状态是空闲还是忙碌；其中所述空闲表示所述存储模块当前没有进行读写操作，所述忙碌表示所述存储模块当前正在进行读写操作。
[0016]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述存储装置安装在所述计算机系统的内存条插槽内，所述接口控制器通过的所述存储装置与所述cpu提供的内存条接口电气连接。
[0017]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，当所述计算机系统还包括专用控制器时，所述存储装置安装在所述计算机系统的内存条插槽内，所述接口控制器与所述计算机系统的专用控制器提供的内存条接口电气连接。
[0018]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述接口控制器连接在所述专用控制器上，所述专用控制器通过周边元件互联PCI快速通道与所述cpu连接。
[0019]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述装置中还包含可电擦除、可编程的只读存储器EEPROM，所述EEPROM中含有所述存储装置的类型标识，使得在计算机系统启动时，所述cpu能够通过所述类型标识识别出所述cpu正在访问的存储装置的存储类型。
[0020]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述接口控制器还用于在所述存储装置的读写操作完成后，通过中断信号上报所述CPU读写操作完成；所述中断信号是用户根据预设规则在所述内存条接口对应的电气信号中选择出来的。
[0021]结合第一方面，或者结合第一方面的上述任何一种可能的实现方式，在第一方面的第i^一种可能的实现方式中，上述计算机系统的内存条接口包括DDR、DDR2、DDR3或DDR4接口。
[0022]根据本发明实施例的第二方面，提供了一种计算机系统，上述系统包括第一方面中提到的任意一种可能的存储装置的实现方式。
[0023]根据本发明实施例提供的技术方案，存储装置能够与计算机系统的内存条接口电气连接，尺寸较小，节省空间，在计算机系统内可以安装的数量更多，提高了存储装置的安装密度和存储容量；通过内存条接口直接访问，带宽高且CPU读写数据延时更小；通过设置增加命令寄存器和状态寄存器，使得存储数据访问空间不再受到CPU提供的寻址空间的限制。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例中一种结合具体硬件的闪存模块应用框图示意图；
[0025]图2为本发明实施