CN102662605A - 基于固态存储介质的存储设备、存储***及存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于固态存储介质的存储设备、存储***及存储方法，包括多个闪存芯片，若干所述闪存芯片串联组成一个芯片阵列string，每个所述芯片阵列string分别连接芯片阵列string控制器，所述芯片阵列string控制器包括处理器单元、控制器单元、接口单元和缓冲器单元，所述接口单元连接主机总线接口。所述接口单元具有不同类型，包括连接主机的SATA、SAS和PCIe接口。所述芯片阵列string与主机连接，被配置成主机文件***可识别的逻辑卷，所述逻辑卷映射一个或多个所述芯片阵列string。本发明的优点包括：可配置性；对于主机表现为多个独立的存储设备；能够配置成RAID，提高整个设备的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于固态存储介质的存储设备、存储***及存储方法。
背景技术
随着闪存应用技术的逐步提高，用户对设备读写速率的要求也越来越高。单颗或者单通道的闪存设备的接口带宽已经远远不能满足用户的需求。因此，几乎所有的闪存设备以及闪存控制器的生产厂商都在研发多通道的闪存芯片操作模式。这种多通道的闪存设备其优点在于能够多通道同时进行闪存操作，可以成倍提高闪存设备的接口带宽和I/O能力。这种多通道的闪存设备配置了多个闪存控制器，但是这些多个闪存控制器同时共用一个与主机的SATA或者PCIe接口,因此在主机看来，该多通道的闪存设备仍然表现为一个单一接口的闪存设备。这在一定程度上限制了闪存设备的容量和吞吐带宽的进一步提高。
申请号为201010184698.9的中国发明专利公开了一种多接口固态硬盘及其处理方法和***，该发明包括多个接口控制单元、命令调度单元、flash控制单元和flash芯片，通过所述命令调度单元实现多个接口控制单元到flash控制单元和flash芯片的通信调度。但是这个***缺乏对flash芯片的配置的灵活性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于固态存储介质的存储设备、存储***及存储方法，克服现有大容量、高速率固态介质存储***的接口和配置管理的灵活性不高的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明首先提供一种基于固态存储介质的存储设备，包括多个闪存芯片，其特征在于，若干所述闪存芯片串联组成一个芯片阵列string，每个所述芯片阵列string分别连接芯片阵列string控制器，所述芯片阵列string控制器包括处理器单元、控制器单元、接口单元和缓冲器单元，所述接口单元连接主机总线接口。
所述芯片阵列string中的闪存芯片为MLC或SLC类型的存储介质。同样MLC或SLC类型的闪存芯片所组成的所述芯片阵列string分别称为MLC类型芯片阵列string或SLC类型芯片阵列string。
所述接口单元具有不同类型，包括连接主机的SATA、SAS和PCIe接口。
所述芯片阵列string配置成主机文件***可识别的逻辑卷，所述逻辑卷中包含一个或多个所述芯片阵列string，
每个所述逻辑卷中的所述芯片阵列string为单一的MLC类型芯片阵列string或SLC类型芯片阵列string。每个所述逻辑卷共用同一主机总线接口。
多个所述芯片阵列string按照RAID算法或以JBOD方式连接。
本发明同时提出了一种根据所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***，其特征在于，所述芯片阵列string与主机连接，被配置成主机文件***可识别的逻辑卷，所述逻辑卷映射一个或多个所述芯片阵列string，
每个所述逻辑卷中的所述芯片阵列string为单一的MLC类型芯片阵列string或SLC类型芯片阵列string。
每个所述逻辑卷共用同一主机总线接口。
多个所述芯片阵列string按照RAID算法或以JBOD方式连接。
本发明还提出了一种根据所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***的存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用基于芯片阵列string的存储设备的主机设备驱动软件将芯片阵列string按照需求配置多个不同的逻辑卷，每个逻辑卷包括1个或者多个芯片阵列string；
主机的设备驱动软件将配置信息发给芯片阵列string控制器，对芯片阵列string进行配置，将单个芯片阵列string包含的多个闪存芯片配置成一个独立的读写设备，或者将多个芯片阵列string配置成一个读写设备；
主机将所述多个读写设备配置成RAID方式；
当读写设备操作时，芯片阵列string控制器根据ROM中的配置或者上层指令的固件以及设备配置信息，对指令进行解析，并通过控制总线将指令发给控制器单元；控制器单元将指令解析到对应不同芯片阵列string的控制模块上，所述控制模块挂在控制总线上，接受主机对于不同芯片阵列string的指令操作，并下发给不同的芯片阵列string，完成读写操作。
跟一般的多通道闪存设备的区别在于，多通道设备是多个通道进行操作，对主机表现为一个独立的闪存设备，而多芯片阵列string的闪存设备可以支持多个设备接口，可以向主机表现为多个独立的闪存设备，多跟一般的多通道闪存设备的区别在于，多通道设备是多个通道进行操作，对主机表现为一个独立的闪存设备，而多芯片阵列string的闪存设备可以支持多个设备接口，可以向主机表现为多个独立的闪存设备，多个芯片阵列string设置为同一个闪存设备时，此设备中的多个芯片阵列string可以像多个通道的闪存设备一样，独立并行操作，使得单个设备的数据读写速率成倍提高。主机对于多个设备之间的操作，可以像一般操作多个存储设备一样作简单的独立的操作，也可以通过设置将多个设备设置成RAID，以满足使用者的需求。这样，使得存储设备的性能有了很好的提升以及提高设备的数据安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1为闪存芯片组成本发明芯片阵列string的结构示意图。
图2为本发明芯片阵列string组成逻辑卷与文件***逻辑卷管理器的结构示意图。
图3为芯片阵列string与芯片阵列string控制器的连接示意图。
图4为芯片阵列string、芯片阵列string控制器与主机的连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，一个芯片阵列string由若干同类型的MLC或SLC Flash芯片串联组成，同样MLC或SLC类型的闪存芯片所组成的所述芯片阵列string分别称为MLC类型芯片阵列string或SLC类型芯片阵列string。因此，***中同时存在不同类型的芯片阵列string；***支持的 芯片阵列string的数量达到上千个，多个逻辑卷之间相互独立成为***。
如图2所示，主机文件***的逻辑卷管理器能够将芯片阵列string配置成主机文件***可识别的逻辑卷，每个逻辑卷中包含一个或多个芯片阵列string。逻辑卷0包括芯片阵列string0、芯片阵列string1、芯片阵列string2，为SLC类型。逻辑卷x包括芯片阵列stringM、芯片阵列stringM+1，为MLC类型。另外，还包括Redundant 芯片阵列string冗余芯片阵列string，当某个芯片阵列string出错时可以动态替换。SLC类型的存储介质由于其快速和使用寿命长，逻辑卷0连接在内部总线Intenal Bus0上，作为***和常用数据存储介质。MLC由于其适宜的价格，逻辑卷x连接在内部总线Intenal Bus1上，作为大量数据的备份以及不常擦除的数据的操作介质。多个芯片阵列string按照RAID算法或以JBOD方式连接。
如图3，并结合图4所示，芯片阵列string控制器包括处理器单元、控制器单元、接口单元和缓冲器单元，芯片阵列string0、芯片阵列string1、芯片阵列string2、……、芯片阵列stringN分别连接控制器单元，接口单元连接主机总线接口。接口单元具有不同类型，包括连接主机的SATA、SAS和PCIe接口，通过主机总线接口，并在主机驱动和软件***的管理下，存储设备分别映射为文件***可管理的设备0、设备1、…….、设备N。
下面简要介绍本***的实施方法。
用户使用基于芯片阵列string 的存储设备的设备驱动软件将设备按照需求配置多个不同的逻辑卷；每个逻辑卷包括1个或者多个芯片阵列string。
设备驱动软件将配置信息发给芯片阵列string控制器，对设备固件进行配置；将单个芯片阵列string包含的多个闪存芯片配置成一个独立的设备，或者将多个芯片阵列string配置成一个设备；同时，通过主机可以将多个独立设备配置成RAID。
当用户对设备操作时，芯片阵列string控制器根据ROM中的配置或者上层指令的固件以及设备配置信息，对指令进行解析，并通过控制总线将指令发给控制器单元；控制器单元可以包括多个对应不同芯片阵列string的控制模块，这些控制模块挂在控制总线上，接受主机对于不同芯片阵列string的指令操作，并下发给不同的芯片阵列string；
此外，控制器也可以通过并行操作的方式，接受主机发来的对不同芯片阵列string的操作指令，并行的将指令发送给不同的芯片阵列string。
本发明的优点包括：1.可配置性；2.可以向主机表现为多个独立的存储设备；3.可以配置成RAID，提高整个设备的性能。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于固态存储介质的存储设备，包括多个闪存芯片，其特征在于，若干所述闪存芯片串联组成一个芯片阵列string，每个所述芯片阵列string分别连接芯片阵列string控制器，所述芯片阵列string控制器包括处理器单元、控制器单元、接口单元和缓冲器单元，所述接口单元连接主机总线接口。
2.根据权利要求1所述的基于固态存储介质的存储设备，其特征在于，所述接口单元具有不同类型，包括连接主机的SATA、SAS和PCIe接口。
3.根据权利要求1或2所述的基于固态存储介质的存储设备，其特征在于，所述控制器单元包括多个对应不同芯片阵列string的控制模块，所述控制模块挂在主机控制总线上。
4.根据权利要求3所述的基于固态存储介质的存储设备，其特征在于，所述芯片阵列string中的闪存芯片为MLC或SLC类型的存储介质。
5.一种根据权利要求4所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***，其特征在于，所述芯片阵列string与主机连接，被配置成主机文件***可识别的逻辑卷，所述逻辑卷映射一个或多个所述芯片阵列string。
6.根据权利要求5所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***，其特征在于，每个所述逻辑卷中的所述芯片阵列string为单一的MLC类型芯片阵列string或SLC类型芯片阵列string。
7.根据权利要求6所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***，其特征在于，每个所述逻辑卷共用同一主机总线接口。
8.根据权利要求7所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***，其特征在于，多个所述芯片阵列string按照RAID算法或以JBOD方式连接。
9.一种根据权利要求8所述的基于固态存储介质的存储设备的存储***的存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用基于芯片阵列string的存储设备的主机设备驱动软件将芯片阵列string按照需求配置多个不同的逻辑卷，每个逻辑卷包括1个或者多个芯片阵列string；
主机的设备驱动软件将配置信息发给芯片阵列string控制器，对芯片阵列string进行配置，将单个芯片阵列string包含的多个闪存芯片配置成一个独立的读写设备，或者将多个芯片阵列string配置成一个读写设备；
主机将所述多个读写设备配置成RAID方式；
当读写设备操作时，芯片阵列string控制器根据ROM中的配置或者上层指令的固件以及设备配置信息，对指令进行解析，并通过控制总线将指令发给控制器单元；控制器单元将指令解析到对应不同芯片阵列string的控制模块上，所述控制模块挂在控制总线上，接受主机对于不同芯片阵列string的指令操作，并下发给不同的芯片阵列string，完成读写操作。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107291397A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-24 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种基于混合介质的磁盘阵列的实现方法 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101553032A (zh) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 华为技术有限公司 | 信道分配方法、装置及基站子*** |
| CN201725323U (zh) * | 2010-06-07 | 2011-01-26 | 宇达电脑（上海）有限公司 | 独立冗余磁盘阵列 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101553032A (zh) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 华为技术有限公司 | 信道分配方法、装置及基站子*** |
| CN201725323U (zh) * | 2010-06-07 | 2011-01-26 | 宇达电脑（上海）有限公司 | 独立冗余磁盘阵列 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109478151A (zh) * | 2016-06-29 | 2019-03-15 | 亚马逊技术有限公司 | 网络可访问数据卷修改 |
| CN109478151B (zh) * | 2016-06-29 | 2022-03-29 | 亚马逊技术有限公司 | 网络可访问数据卷修改 |
| CN107291397A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-24 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种基于混合介质的磁盘阵列的实现方法 |
| CN116955241A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 杭州智灵瞳人工智能有限公司 | 兼容多类型存储介质的存储芯片 |
| CN116955241B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-01-05 | 杭州智灵瞳人工智能有限公司 | 兼容多类型存储介质的存储芯片 |
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