專利名稱：一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電子硬盤的數(shù)據(jù)管理辦法，具體涉及一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法。
背景技術(shù)：
電子硬盤是用固態(tài)電子存儲芯片陣列構(gòu)成的硬盤，相比于傳統(tǒng)硬盤，用閃存存儲介質(zhì)代替了磁存儲介質(zhì)，數(shù)據(jù)寫入介質(zhì)的方式由機械式變成了電子式，因此電子硬盤具有極好的抗震、工作溫度寬的性能。電子硬盤中的數(shù)據(jù)通路是從硬盤接口到數(shù)據(jù)緩存再到閃存存儲介質(zhì)，主機對硬盤的數(shù)據(jù)操作以扇區(qū)為單位(512Byte)，存儲芯片的數(shù)據(jù)操作以頁為單位，一頁的數(shù)據(jù)量最小是512個字節(jié)，可以是觀Byte，也允許按照隨機個數(shù)操作數(shù)據(jù)。電子硬盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣瘸耸躀DE接口速度的影響外，閃存芯片操作數(shù)據(jù)的速度也是關(guān)鍵的因素，其中包括擦除時間(準備寫新數(shù)據(jù))、頁編程時間(寫操作)，頁讀等待時間(讀操作)，雖然對閃存芯片操作的數(shù)據(jù)量可以隨意選擇，但當操作的數(shù)據(jù)量小于一頁時，數(shù)據(jù)讀寫所消耗的時間仍是一頁所用的時間，當操作的數(shù)據(jù)量大于一頁時為一頁的倍數(shù)，因此閃存芯片以頁為操作單元可以達到最高的效率。
在整個數(shù)據(jù)通路中，主機操作數(shù)據(jù)量，緩存大小，軟件對數(shù)據(jù)的管理，閃存芯片的數(shù)據(jù)操作方式，都是影響數(shù)據(jù)傳輸效率的因素。如果以扇區(qū)為操作單位，則軟件進行管理時數(shù)據(jù)量增多，閃存芯片的操作效率會降低。因此，以最耗時的閃存芯片數(shù)據(jù)操作為基準，選擇合適的頁大小，并配合類似FIFO的數(shù)據(jù)發(fā)送方與接收方交互方式，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蕬撌且环N行之有效的方式。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其在IDE電子硬盤的設計中以頁為單位操作數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)接收與發(fā)送方之間采用類似FIFO的交互方式提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，從而提高整個盤的讀寫速度。
本發(fā)明涉及一種以頁為單位的操作數(shù)據(jù)的方式，該方法應用在IDE接口電子硬盤設計中可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br> 本發(fā)明的技術(shù)解決方案為
—種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特殊之處在于，該管理辦法包括
閃存芯片按頁讀寫數(shù)據(jù)、軟件按頁進行數(shù)據(jù)管理、IDE接口接收數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)按頁打包、閃存芯片與IDE接口在頁模式下的類似FIFO操作。
上述閃存芯片選擇2KByte為一頁的閃存芯片，并以此數(shù)據(jù)量作為整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量單位，閃存芯片每操作一頁便向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
上述軟件接收到來自IDE接口的讀寫數(shù)據(jù)命令，以頁為單位對地址進行計算；
IDE接口接收的數(shù)據(jù)量不足一頁的軟件需計算出填充冗余數(shù)據(jù)的地址，并傳遞給 IDE 接口 ；
IDE接口發(fā)送數(shù)據(jù)時，直接提取有效數(shù)據(jù)的地址傳送給IDE接口，并且軟件啟動閃存芯片管理從緩存中或向緩存按頁取放數(shù)據(jù)。
上述IDE接口接收發(fā)送數(shù)據(jù)的單位是扇區(qū)，根據(jù)軟件管理傳送的管理信息將接收到的數(shù)據(jù)按頁進行打包，即數(shù)據(jù)操作地址符合以頁操作的地址并且數(shù)據(jù)量是頁的倍數(shù)時直接寫入緩存，不滿足時在有效數(shù)據(jù)之前或之后填充冗余數(shù)據(jù)構(gòu)成一頁，將冗余數(shù)據(jù)與有效數(shù)據(jù)一起填入緩存；并且IDE接口每操作一頁，即向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
上述數(shù)據(jù)發(fā)送每向緩存中寫一頁數(shù)據(jù)便將FIFO管理模塊的對應頁地址置1，所述數(shù)據(jù)獲取每從緩存中取數(shù)據(jù)之前先判斷所要操作的地址數(shù)據(jù)是否準備好，若準備好，則取數(shù)據(jù)，否則等待。整個數(shù)據(jù)管理以頁為單位。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、充分利用閃存芯片整頁操作的性能，將閃存芯片讀寫消耗的時間降到最低。
2、軟件管理信息量減少，并且更加靈活方便。
3、IDE接口與閃存管理交互時更加迅速，數(shù)據(jù)發(fā)送方只需要向緩存中寫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取方也可以及時地從緩存中讀取數(shù)據(jù)，而不用等到所有的數(shù)據(jù)傳送完成后再取數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br> 4、數(shù)據(jù)按頁為單位操作方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。


圖1為本發(fā)明實現(xiàn)構(gòu)成示意圖。
具體實施方式
一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，該管理辦法包括
閃存芯片按頁讀寫數(shù)據(jù)、軟件按頁進行數(shù)據(jù)管理、IDE接口接收數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)按頁打包、閃存芯片與IDE接口在頁模式下的類似FIFO操作；
其中閃存芯片按頁讀寫數(shù)據(jù)的性能是整個數(shù)據(jù)通路按頁操作的基礎，為了提高閃存芯片的操作效率，軟件以頁為數(shù)據(jù)單元對傳輸數(shù)據(jù)及緩存地址進行管理，IDE接口在以扇區(qū)為單位的基礎上對數(shù)據(jù)按頁進行打包，IDE接口模塊與閃存芯片控制之間采用類似FIFO 的交互方式傳遞數(shù)據(jù)。
IDE接口與數(shù)據(jù)緩存、FIFO管理模塊相連；
閃存控制模塊與數(shù)據(jù)緩存、FIFO管理模塊相連；
閃存控制模塊與各個閃存芯片相連；
IDE接口、閃存控制模塊都與軟件管理模塊相連。
閃存芯片可以按頁操作，也可以在一頁范圍內(nèi)以任意數(shù)據(jù)量操作，但所消耗的時間與操作一頁所消耗的時間相同。不同閃存芯片的頁大小也不同，從512Byte到4KByte不等。為了提高閃存芯片的操作效率并考慮到IDE接口的操作單位，選擇2KByte為一頁的閃存芯片，并以此數(shù)據(jù)量作為整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量單位，閃存芯片每操作一頁便向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
軟件接收到來自IDE接口的讀寫數(shù)據(jù)命令，以頁為單位對地址進行計算，IDE接口接收的數(shù)據(jù)量不足一頁的軟件需計算出填充冗余數(shù)據(jù)的地址，并傳遞給IDE接口。IDE接口發(fā)送數(shù)據(jù)時，直接提取有效數(shù)據(jù)的地址傳送給IDE接口，并且軟件啟動閃存芯片管理從緩存中或向緩存按頁取放數(shù)據(jù)。
IDE接口接收發(fā)送數(shù)據(jù)的單位是扇區(qū)，根據(jù)軟件管理傳送的管理信息將接收到的數(shù)據(jù)按頁進行打包，即數(shù)據(jù)操作地址符合以頁操作的地址并且數(shù)據(jù)量是頁的倍數(shù)時直接寫入緩存，不滿足時在有效數(shù)據(jù)之前或之后填充冗余數(shù)據(jù)構(gòu)成一頁，將冗余數(shù)據(jù)與有效數(shù)據(jù)一起填入緩存。并且IDE接口每操作一頁，即向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
數(shù)據(jù)發(fā)送每向緩存中寫一頁數(shù)據(jù)便將FIFO管理模塊的對應頁地址置1，數(shù)據(jù)獲取每從緩存中取數(shù)據(jù)之前先判斷所要操作的地址數(shù)據(jù)是否準備好，若準備好，則取數(shù)據(jù)，否則等待。整個數(shù)據(jù)管理以頁為單位。
參見圖1，IDE接口接收主機命令傳遞給軟件，若為寫數(shù)據(jù)命令，軟件管理模塊按頁計算數(shù)據(jù)要存放到緩存中的地址，若傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不為頁的倍數(shù)，或主機操作的扇區(qū)地址不是頁地址的倍數(shù)，則軟件計算出填充冗余數(shù)據(jù)的地址和需要填充的冗余數(shù)據(jù)量，傳遞給IDE接口。軟件模塊接收到命令后，將計算出的各個閃存芯片需要操作的緩存地址傳送給閃存控制模塊，并啟動閃存芯片的寫操作。IDE接口按照軟件控制模塊傳遞的參數(shù)將數(shù)據(jù)放在緩存區(qū)內(nèi)，若不足整頁則在有效數(shù)據(jù)前或有效數(shù)據(jù)后補充冗余數(shù)據(jù)。IDE接口在向緩存寫數(shù)據(jù)時，包括冗余數(shù)據(jù)，每寫一個頁就將此次操作的頁地址傳遞給FIFO控制模塊，F(xiàn)IFO 控制模塊將對應的頁地址標志置一，表示該頁數(shù)據(jù)有效。取數(shù)據(jù)一方的閃存控制模塊在接收到軟件管理的啟動信號后，查詢FIFO管理模塊中要操作地址的標志，若查詢到一，表示數(shù)據(jù)準備好，則從緩存中以頁為單位取出數(shù)據(jù)寫入閃存芯片，若查詢到零，表示數(shù)據(jù)未準備好，則等待，直到要操作的該頁地址標志變?yōu)橐弧?br> 當IDE接口收到讀命令時，軟件管理模塊計算出需要讀取數(shù)據(jù)的閃存芯片以及讀取頁地址，啟動閃存管理，將數(shù)據(jù)以頁為單位從對應的芯片中讀出并放入緩存，每向緩存放入一頁，閃存管理將此次操作的頁地址傳遞給FIFO管理模塊，F(xiàn)IFO管理模塊將此頁所對應的標志置一。同時軟件管理模塊將要操作的頁首地址、有效數(shù)據(jù)起始地址、有效數(shù)據(jù)量傳遞給IDE模塊，IDE查詢FIFO管理模塊中要操作的頁地址標志，若為一，則從有效數(shù)據(jù)地址讀取數(shù)據(jù)，否則等待。IDE接口從頁起始地址開始每一頁都需查詢FIFO管理中的地址標志。 直到命令要求的數(shù)據(jù)量傳輸完成。
權(quán)利要求
1.一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特征在于，該管理辦法包括閃存芯片按頁讀寫數(shù)據(jù)、軟件按頁進行數(shù)據(jù)管理、IDE接口接收數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)按頁打包、閃存芯片與IDE接口在頁模式下的類似FIFO操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特征在于所述閃存芯片選擇2KByte為一頁的閃存芯片，并以此數(shù)據(jù)量作為整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量單位，閃存芯片每操作一頁便向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特征在于所述軟件接收到來自IDE接口的讀寫數(shù)據(jù)命令，以頁為單位對地址進行計算；IDE接口接收的數(shù)據(jù)量不足一頁的軟件需計算出填充冗余數(shù)據(jù)的地址，并傳遞給IDE 接口 ；IDE接口發(fā)送數(shù)據(jù)時，直接提取有效數(shù)據(jù)的地址傳送給IDE接口，并且軟件啟動閃存芯片管理從緩存中或向緩存按頁取放數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特征在于所述IDE接口接收發(fā)送數(shù)據(jù)的單位是扇區(qū)，根據(jù)軟件管理傳送的管理信息將接收到的數(shù)據(jù)按頁進行打包，即數(shù)據(jù)操作地址符合以頁操作的地址并且數(shù)據(jù)量是頁的倍數(shù)時直接寫入緩存，不滿足時在有效數(shù)據(jù)之前或之后填充冗余數(shù)據(jù)構(gòu)成一頁，將冗余數(shù)據(jù)與有效數(shù)據(jù)一起填入緩存；并且IDE接口每操作一頁，即向FIFO管理模塊置該頁對應的地址標志。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，其特征在于所述數(shù)據(jù)發(fā)送每向緩存中寫一頁數(shù)據(jù)便將FIFO管理模塊的對應頁地址置1，所述數(shù)據(jù)獲取每從緩存中取數(shù)據(jù)之前先判斷所要操作的地址數(shù)據(jù)是否準備好，若準備好，則取數(shù)據(jù)， 否則等待。
全文摘要
一種電子硬盤的頁數(shù)據(jù)管理辦法，該管理辦法包括閃存芯片按頁讀寫數(shù)據(jù)、軟件按頁進行數(shù)據(jù)管理、IDE接口接收數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)按頁打包、閃存芯片與IDE接口在頁模式下的類似FIFO操作。本發(fā)明具有充分利用閃存芯片整頁操作的性能，將閃存芯片讀寫消耗的時間降到最低；軟件管理信息量減少，并且更加靈活方便；IDE接口與閃存管理交互時更加迅速，數(shù)據(jù)發(fā)送方只需要向緩存中寫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取方也可以及時地從緩存中讀取數(shù)據(jù)，而不用等到所有的數(shù)據(jù)傳送完成后再取數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室约皵?shù)據(jù)按頁為單位操作方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點。
文檔編號G06F3/06GK102541459SQ20101060128
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者劉升, 李曉娟 申請人:西安奇維測控科技有限公司