一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法及其系统与流程

本发明涉及固态硬盘领域，更具体地说是指一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法及其系统。

背景技术

现有nandflash写操作过程通常先将主机数据写入dram，之后nfc通过填写描述符的方式读取dram中的数据并写入nand，该方法在主机数据写操作过程中需要对dram进行写操作和读操作，占用dram资源多，且ssd写性能受dram带宽制约。在数据写操作失败时，备份数据寻址不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法及其系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法，包括以下步骤：

s1，ssd获取新的写命令，并将命令信息发送到本地fifo；

s2，轮询命令缓冲器中的写命令，并提交给命令管理执行；

s3，完成预处理，并提交数据通路管理执行；

s4，构建数据传输请求，获取主机数据，绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作；

s5，根据命令长度大小将命令拆分并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc；

s6，完成数据信息传输。

其进一步技术方案为：所述s1中，主机通知ssd有新的写命令，ssd硬件自动将命令信息发送到本地fifo。

其进一步技术方案为：所述s2包括：

s21，ssd固件通过nvme硬件模块轮询命令缓冲器中的写命令；

s22，ssd固件将所获取的命令提交给命令管理执行。

其进一步技术方案为：所述s3中，所述预处理包括根据命令类型字段区分admin命令和读写命令。

其进一步技术方案为：所述s4中，通过缓冲器管理硬件构建数据传输请求，并通过硬件总线获取主机数据，并以lpa大小为单位绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作。

其进一步技术方案为：所述s5中，数据通路管理根据命令长度大小将命令拆分成统一的单元节点，并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc。

其进一步技术方案为：所述s6之后还包括：判断写操作是否失败；如果是，稳固件重新从dram取出数据写入nand，直到写操作成功，并通知软件数据传输完成。

一种利用硬件备份固态硬盘写速度的系统，包括获取发送单元，轮询执行单元，处理单元，构建绑定单元，及拆分分配单元：

所述获取发送单元，用于ssd获取新的写命令，并将命令信息发送到本地fifo；

所述轮询执行单元，用于轮询命令缓冲器中的写命令，并提交给命令管理执行；

所述处理单元，用于完成预处理，并提交数据通路管理执行；

所述构建绑定单元，用于构建数据传输请求，获取主机数据，绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作；

所述拆分分配单元，用于根据命令长度大小将命令拆分并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc。

其进一步技术方案为：所述轮询执行单元包括轮询模块和执行模块；

所述轮询模块，用于ssd固件通过nvme硬件模块轮询命令缓冲器中的写命令；

所述执行模块，用于ssd固件将所获取的命令提交给命令管理执行。

其进一步技术方案为：还包括判断单元；

所述判断单元，用于判断写操作是否失败。

本发明与现有技术相比的有益效果是：采用硬件搬运主机数据并直接交给nfc写入nand，节省dram开销，提升写速度，同时引入硬件自动数据备份机制，以lpa大小为单位绑定数据备份地址和流转节点，加速写操作失败时备份数据查找效率。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为现有技术写数据的流程示意图；

图2为本发明一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法的流程图；

图3为本发明的的流程示意图；

图4为本发明一种利用硬件备份固态硬盘写速度的系统的方框图。

10获取发送单元20轮询执行单元

21轮询模块22执行模块

30处理单元40构建绑定单元

50拆分分配单元60判断单元

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1到图4所示的具体实施例，其中，图1为现有技术写数据的流程示意图，具体内容如下：

1)主机通知ssd有新的写命令，ssd硬件自动将命令信息取到本地fifo；

2)ssd固件查询并获取新的写命令；

3)ssd固件将所获取的命令提交给cm(命令管理)模块执行；

4)cm完成预处理，提交后续模块dpm(数据通路管理)模块进一步执行；

5)dpm模块构建数据传输请求，同时将host数据写入ddr；

6)dpm将命令分割为统一的单元，将sg信息传递至nfc；

7)nfc模块填写描述符，从dram中读取数据并写入nand；

8)若写操作失败，稳固件重新从dram取出数据写入nand，直到写操作成功；

9)通知软件数据传输完成。

但是，上述方法存在以下问题：在主机数据写操作过程中需要对dram进行写操作和读操作，占用dram资源多，且ssd写性能受dram带宽制约，在数据写操作失败时，备份数据寻址不方便。

具体地，如图2至图3所示，本发明公开了一种利用硬件备份固态硬盘写速度的方法，包括以下步骤：

s1，ssd获取新的写命令，并将命令信息发送到本地fifo；

s2，轮询命令缓冲器中的写命令，并提交给命令管理执行；

s3，完成预处理，并提交数据通路管理执行；

s4，构建数据传输请求，获取主机数据，绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作；

s5，根据命令长度大小将命令拆分并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc；

s6，完成数据信息传输。

其中，在s1中，主机通知ssd有新的写命令，ssd硬件自动将命令信息发送到本地fifo，提高了效率。

其中，s2包括：

s21，ssd固件通过nvme硬件模块轮询命令缓冲器中的写命令；

s22，ssd固件将所获取的命令提交给命令管理执行。

其中，在s3中，预处理包括根据命令类型字段区分admin命令和读写命令。

其中，在s4中，通过缓冲器管理硬件构建数据传输请求，并通过硬件总线获取主机数据，并以lpa大小为单位绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作。

进一步地，在本实施例中，lpa大小采用4kb为单位。

其中，在s5中，数据通路管理(dpm)根据命令长度大小将命令拆分成统一的单元节点，并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc。

其中，s6之后还包括：判断写操作是否失败；如果是，稳固件重新从dram取出数据写入nand，直到写操作成功，并通知软件数据传输完成。

其中，本发明的方法采用硬件搬运主机数据并直接交给nfc写入nand，节省dram开销，提升写速度，同时引入硬件自动数据备份机制，以lpa大小为单位绑定数据备份地址和流转节点，加速写操作失败时备份数据查找效率。

如图4所示，本发明还公开了一种利用硬件备份固态硬盘写速度的系统，包括获取发送单元10，轮询执行单元20，处理单元30，构建绑定单元40，及拆分分配单元50；

获取发送单元10，用于ssd获取新的写命令，并将命令信息发送到本地fifo；

轮询执行单元20，用于轮询命令缓冲器中的写命令，并提交给命令管理执行；

处理单元30，用于完成预处理，并提交数据通路管理执行；

构建绑定单元40，用于构建数据传输请求，获取主机数据，绑定备份数据dram地址，完成数据备份操作；

拆分分配单元50，用于根据命令长度大小将命令拆分并为其分配节点资源，将sg信息传递至nfc。

其中，在本实施例中，轮询执行单元20包括轮询模块21和执行模块22；

轮询模块21，用于ssd固件通过nvme硬件模块轮询命令缓冲器中的写命令；

执行模块22，用于ssd固件将所获取的命令提交给命令管理执行。

其中，该利用硬件备份固态硬盘写速度的系统还包括判断单元60；

判断单元60，用于判断写操作是否失败。

进一步地，当判断的结果为是时，稳固件重新从dram取出数据写入nand，直到写操作成功，并通知软件数据传输完成。

本发明通过数据写操作前进行硬件自动完成数据备份，备份以lpa大小为单位，动态分配数据备份空间，将数据备份地址与流转节点进行绑定关联，从而提高节点流转效率；当写操作失败时，固件可以通过节点信息快速寻址到数据备份区域，交给ftl模块做进一步处理，硬件自动数据备份只在写操作失败时读取dram中的备份数据，占用dram带宽为现有方法的1/2，大大节约了dram带宽。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。