專利名稱：基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息存儲(chǔ)技術(shù)，具體是ー種基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有商售串行存儲(chǔ)介質(zhì)陣列產(chǎn)品(如磁盤(pán)陣列、內(nèi)存陣列、Flash陣列、RAM陣列等)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式均采用基于字節(jié)的串行存儲(chǔ)模式，例如SATA存儲(chǔ)模式等。SATA存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)總線發(fā)送來(lái)的并行數(shù)據(jù)輸入到RAID進(jìn)行處理，以字節(jié)(Byte)或位組(bit set)為數(shù)據(jù)單位進(jìn)行分割后進(jìn)行RAID處理，這些數(shù)據(jù)單位再封裝成數(shù)據(jù)字節(jié)緩存，最后各自轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)分別寫(xiě)入由多個(gè)存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列，并且在ー個(gè)訪問(wèn)周期內(nèi)，只能一次支持對(duì)單獨(dú)I個(gè)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入/讀出操作，因而導(dǎo)致其無(wú)法從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器對(duì)總線的競(jìng)爭(zhēng)。隨著存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的存儲(chǔ)器數(shù)目不斷増加，SATA存儲(chǔ)模式便無(wú)法最大限度地利用存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的其他存儲(chǔ)器空間，由此導(dǎo)致負(fù)載不均衡。基于此，有必要發(fā)明ー種全新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式，以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式無(wú)法從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器的總線競(jìng)爭(zhēng)、以及容易導(dǎo)致負(fù)載不均衡的問(wèn)題，從而使得在ー個(gè)訪問(wèn)周期內(nèi)，能夠一次支持對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行寫(xiě)入/讀出操作，在存儲(chǔ)容量擴(kuò)容的同時(shí)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)吞吐量的同步提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式無(wú)法從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器的總線競(jìng)爭(zhēng)、以及容易導(dǎo)致負(fù)載不均衡的問(wèn)題，提供了一種基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法及裝
置。 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的1)數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入接收來(lái)自數(shù)據(jù)緩存的K比特位并行數(shù)據(jù)流；以比特為分割単位，將接收到的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；2)數(shù)據(jù)的串行讀出讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝成為ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；將組裝后的K比特位并行數(shù)據(jù)流發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存；所述步驟I)-2)中，計(jì)算機(jī)總線寬度假定為但不限于32，K=32Xm+r，且m是并行/串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換的緩沖深度，r是RAID引入的冗余位數(shù)(m、r均是正整數(shù))。與現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式(例如SATA存儲(chǔ)模式)相比，本發(fā)明所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法摒棄了傳統(tǒng)的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其以比特為分割単位將接收到的總線并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流分別寫(xiě)入具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列，能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)支持?jǐn)?shù)目與總線寬度位數(shù)m倍相同的存儲(chǔ)器同時(shí)讀/寫(xiě)，因而其從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器的總線競(jìng)爭(zhēng)和負(fù)載不均衡，提高了存儲(chǔ)器的利用率。在存儲(chǔ)器數(shù)目相等的前提下，本發(fā)明所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法寫(xiě)入/讀出數(shù)據(jù)的速度，理論上是現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式(例如SATA存儲(chǔ)模式)的32Xm倍。所述步驟I)中，通過(guò)總線接ロ接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存對(duì)接收到的32比特位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行m次緩沖；通過(guò)RAID部件對(duì)緩沖后的32Xm比特位并行數(shù)據(jù)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼；將緩沖后的32Xm比特位并行數(shù)據(jù)與r比特位冗余校驗(yàn)碼一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)并轉(zhuǎn)串電路將組裝形成的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；所述步驟2)中，通過(guò)數(shù)據(jù)緩存讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)串轉(zhuǎn)并電路將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)RAID部件對(duì)組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)無(wú)誤后，通過(guò)RAID部件去除K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼；通 過(guò)數(shù)據(jù)緩存將去除r比特位冗余校驗(yàn)碼后的K比特位并行數(shù)據(jù)流緩沖拆解為m個(gè)32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)總線接ロ將緩沖拆解后的32比特位并行數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)總線。所述步驟1)-2)中，存儲(chǔ)器可以是但不限于磁盤(pán)或內(nèi)存或Flash或RAM ;所述步驟
I)-2 )中，支持串行訪問(wèn)的接ロ可以是但不限于SATA接ロ或SAS接ロ。基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置(該裝置用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法)，包括總線接ロ、6-CSC控制器、并轉(zhuǎn)串電路、串轉(zhuǎn)并電路、數(shù)據(jù)緩存、K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元、以及由K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；其中，總線接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)緩存分別與并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路連接；并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路均通過(guò)數(shù)據(jù)緩存與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接；K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元與K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器一一對(duì)應(yīng)連接；ゐ-CSC控制器分別與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接。具體工作吋，6-CSC控制器和K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元可以生成針對(duì)由各種具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序，包括但不限于針對(duì)由SATA接ロ或SAS接ロ組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序。6-CSC控制器接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令、以及來(lái)自存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)必要的處理后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線之間的冗余數(shù)據(jù)信息交換。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入時(shí)A-CSC控制器首先將來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的寫(xiě)入控制命令分別映射為對(duì)K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器的寫(xiě)入控制命令，然后將映射后的寫(xiě)入控制命令分別發(fā)送到K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元0-CSC控制器支持兩種寫(xiě)入控制命令第一種是塊寫(xiě)入控制命令，適用于大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；在塊寫(xiě)入控制命令下，一個(gè)邏輯塊的尺寸為ー個(gè)邏輯扇區(qū)尺寸的32Xm倍；第二種是扇區(qū)寫(xiě)入控制命令，適用于小數(shù)據(jù)或大數(shù)據(jù)的末端存儲(chǔ)；扇區(qū)寫(xiě)入控制命令通過(guò)ー個(gè)塊讀出控制命令將存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)讀出到緩沖區(qū)，然后修改緩沖區(qū)的目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)，再通過(guò)塊寫(xiě)入控制命令將緩沖區(qū)的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)回寫(xiě)到存儲(chǔ)介質(zhì)陣列。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出吋，6-CSC控制器支持塊讀出控制命令，一次將ー個(gè)32Xm個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)讀出到邏輯塊緩沖區(qū)，然后將目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容提交到計(jì)算機(jī)總線。進(jìn)ー步地，還包括一個(gè)RAID部件；RAID部件分別與數(shù)據(jù)緩存和總線接ロ連接。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入時(shí)，RAID部件針對(duì)每組32Xm比特位并行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼，r比特位冗余校驗(yàn)碼與32Xm比特位并行數(shù)據(jù)一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流送入并轉(zhuǎn)串電路。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出吋，RAID部件首先利用讀出的K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼對(duì)32Xm個(gè)比特有效數(shù)據(jù)位進(jìn)行實(shí)時(shí)糾錯(cuò)，然后去除r比特位冗余校驗(yàn)碼，形成32Xm比特位并行數(shù)據(jù)。RAID部件可以按照兩種方式對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的意外故障進(jìn)行恢復(fù)第一種情況是對(duì)于r個(gè)冗余校驗(yàn)盤(pán)體發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體的數(shù)據(jù)重新生成冗余校驗(yàn)碼流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán) 體中；第二種情況是對(duì)于32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中不超過(guò)r個(gè)盤(pán)體同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)r個(gè)冗余校驗(yàn)碼流和32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中未發(fā)生故障的有效數(shù)據(jù)重新生成正確的恢復(fù)數(shù)據(jù)流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán)體中。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式無(wú)法從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器的總線競(jìng)爭(zhēng)、以及容易導(dǎo)致負(fù)載不均衡的問(wèn)題，適用于對(duì)各種具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，尤其適用于海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。


圖I是本發(fā)明所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中存儲(chǔ)器I，存儲(chǔ)器2，存儲(chǔ)器3，存儲(chǔ)器4，……，存儲(chǔ)器31，存儲(chǔ)器32，存儲(chǔ)器33，存儲(chǔ)器32+r均為存儲(chǔ)器；轉(zhuǎn)發(fā)處理單元1，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元2，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元3，轉(zhuǎn)發(fā)處理単元4，……，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元31，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元32，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元33，轉(zhuǎn)發(fā)處理單元32+r均為轉(zhuǎn)發(fā)處理單元；bl, 1，bl，2，……，bl，n-1，bl，n ；b2, 1，b2，2，……，b2，n_l，b2，n ；b3, 1，
b3，2，......，b3，n-1, b3，n ;b4，1，b4，2，......，b4，n-1, b4，n ； ......;b32，1，b32，2，......，
b32，n_l，b32，n ;b33，l，b33，2，......，b33，n_l，b33，n ；b32+r, l，b32+r，2，......，b32+r，n-1,
b32+r, n的含義為來(lái)自數(shù)據(jù)緩存的η個(gè)32+r比特位并行數(shù)據(jù)和來(lái)自存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的32+r個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；n的含義為存儲(chǔ)介質(zhì)的最小尋址單元，例如對(duì)于SATA或SAS硬盤(pán)，η 為 512X8 = 4096。
具體實(shí)施例方式基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的
1)數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入接收來(lái)自數(shù)據(jù)緩存的K比特位并行數(shù)據(jù)流；以比特為分割単位，將接收到的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；
2)數(shù)據(jù)的串行讀出讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝成為ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；將組裝后的K比特位并行數(shù)據(jù)流發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存；
所述步驟I) -2)中，計(jì)算機(jī)總線寬度假定為但不限于32，K=32Xm+r，且m是并行/串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換的緩沖深度，r是RAID引入的冗余位數(shù)。所述步驟I)中，通過(guò)總線接ロ接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存對(duì)接收到的32比特位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行m次緩沖；通過(guò)RAID部件對(duì)緩沖后的32Xm比特位并行數(shù)據(jù)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼；將緩沖后的32Xm比特位并行數(shù)據(jù)與r比特位冗余校驗(yàn)碼一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)并轉(zhuǎn)串電路將組裝形成的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；所述步驟2)中，通過(guò)數(shù)據(jù)緩存讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)串轉(zhuǎn)并電路將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)RAID部件對(duì)組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)無(wú)誤后，通過(guò)RAID部件去除K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存將去除r比特位冗余校驗(yàn)碼后的K比特位并行數(shù)據(jù)流緩沖拆解為m個(gè)32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)總線接ロ將緩沖拆解后的32比特位并行數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)總線。所述步驟1)-2)中，存儲(chǔ)器可以是但不限于磁盤(pán)或內(nèi)存或Flash或RAM ;所述步驟
I)-2 )中，支持串行訪問(wèn)的接ロ可以是但不限于SATA接ロ或SAS接ロ?；谖坏拇袀鬏斣拼鎯?chǔ)裝置(該裝置用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的基于位的串行傳輸 云存儲(chǔ)方法)，包括總線接ロ、6-CSC控制器、并轉(zhuǎn)串電路、串轉(zhuǎn)并電路、數(shù)據(jù)緩存、K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元、以及由K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；其中，總線接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)緩存分別與并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路連接；并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路均通過(guò)數(shù)據(jù)緩存與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接；K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元與K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器一一對(duì)應(yīng)連接；ゐ-CSC控制器分別與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接。6-CSC控制器和K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元可以生成針對(duì)由各種具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序，包括但不限于針對(duì)由SATA接ロ或SAS接ロ組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序。6-CSC控制器接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令、以及來(lái)自存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)必要的處理后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線之間的冗余數(shù)據(jù)信息交換；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入?yún)迹?-CSC控制器首先將來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的寫(xiě)入控制命令分別映射為對(duì)K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器的寫(xiě)入控制命令，然后將映射后的寫(xiě)入控制命令分別發(fā)送到K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元4-CSC控制器支持兩種寫(xiě)入控制命令第一種是塊寫(xiě)入控制命令，適用于大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；在塊寫(xiě)入控制命令下，一個(gè)邏輯塊的尺寸為ー個(gè)邏輯扇區(qū)尺寸的32Xm倍；第二種是扇區(qū)寫(xiě)入控制命令，適用于小數(shù)據(jù)或大數(shù)據(jù)的末端存儲(chǔ)；扇區(qū)寫(xiě)入控制命令通過(guò)ー個(gè)塊讀出控制命令將存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)讀出到緩沖區(qū)，然后修改緩沖區(qū)的目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)，再通過(guò)塊寫(xiě)入控制命令將緩沖區(qū)的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)回寫(xiě)到存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出時(shí)A-CSC控制器支持塊讀出控制命令，一次將ー個(gè)32Xm個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)讀出到邏輯塊緩沖區(qū)，然后將目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容提交到計(jì)算機(jī)總線。還包括ー個(gè)RAID部件；RAID部件分別與數(shù)據(jù)緩存和總線接ロ連接；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入時(shí)，RAID部件針對(duì)每組32 Xm比特位并行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼，r比特位冗余校驗(yàn)碼與32Xm比特位并行數(shù)據(jù)一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流送入并轉(zhuǎn)串電路；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出吋，RAID部件首先利用讀出的K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼對(duì)32 Xm個(gè)比特有效數(shù)據(jù)位進(jìn)行實(shí)時(shí)糾錯(cuò)，然后去除r比特位冗余校驗(yàn)碼，形成32Xm比特位并行數(shù)據(jù)。RAID部件可以按照兩種方式對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的意外故障進(jìn)行恢復(fù)第一種情況是對(duì)于r個(gè)冗余校驗(yàn)盤(pán)體發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體的數(shù)據(jù)重新生成冗余校驗(yàn)碼流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán)體中；第二種情況是對(duì)于32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中不超過(guò)r個(gè)盤(pán)體同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)r個(gè)冗余校驗(yàn)碼流和32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中未發(fā)生故障的有效數(shù)據(jù)重新生成正確的恢復(fù)數(shù)據(jù)流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán)體中。
具體實(shí)施時(shí)，如圖I所示，K=32+r (即m=l)，r是正整數(shù)。RAID部件包含RAID校驗(yàn)編碼単元和RAID校驗(yàn)解碼単元，RAID校驗(yàn)編碼単元和RAID校驗(yàn)解碼単元均分別與數(shù)據(jù)緩存和總線接ロ連接。
權(quán)利要求
1.一種基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，其特征在于該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的 1)數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入接收來(lái)自數(shù)據(jù)緩存的K比特位并行數(shù)據(jù)流；以比特為分割単位，將接收到的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列； 2)數(shù)據(jù)的串行讀出讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝成為ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；將組裝后的K比特位并行數(shù)據(jù)流發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存； 所述步驟I)-2)中，計(jì)算機(jī)總線寬度假定為但不限于32，K=32Xm+r，且m是并行/串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換的緩沖深度，r是RAID引入的冗余位數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，其特征在于 所述步驟I)中，通過(guò)總線接ロ接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存對(duì)接收到的32比特位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行m次緩沖；通過(guò)RAID部件對(duì)緩沖后的32 Xm比特位并行數(shù)據(jù)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼；將緩沖后的32Xm比特位并行數(shù)據(jù)與r比特位冗余校驗(yàn)碼一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)并轉(zhuǎn)串電路將組裝形成的ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存將轉(zhuǎn)換后的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流同時(shí)分別寫(xiě)入由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；所述步驟2)中，通過(guò)數(shù)據(jù)緩存讀出來(lái)自由K個(gè)具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流；通過(guò)串轉(zhuǎn)并電路將讀出的K個(gè)I比特位串行數(shù)據(jù)流組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；通過(guò)RAID部件對(duì)組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)無(wú)誤后，通過(guò)RAID部件去除K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼；通過(guò)數(shù)據(jù)緩存將去除r比特位冗余校驗(yàn)碼后的K比特位并行數(shù)據(jù)流緩沖拆解為m個(gè)32比特位并行數(shù)據(jù)；通過(guò)總線接ロ將緩沖拆解后的32比特位并行數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，其特征在于所述步驟I) -2)中，存儲(chǔ)器可以是但不限于磁盤(pán)或內(nèi)存或Flash或RAM ;所述步驟I) _2)中，支持串行訪問(wèn)的接ロ可以是但不限于SATA接ロ或SAS接ロ。
4.一種基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置，該裝置用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求3所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法，其特征在于包括總線接ロ、み-CSC控制器、并轉(zhuǎn)串電路、串轉(zhuǎn)并電路、數(shù)據(jù)緩存、K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元、以及由K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；其中，總線接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)緩存分別與并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路連接；并轉(zhuǎn)串電路和串轉(zhuǎn)并電路均通過(guò)數(shù)據(jù)緩存與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接；K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元與K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器一一對(duì)應(yīng)連接4-csc控制器分別與K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置，其特征在于4-CSC控制器和K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元可以生成針對(duì)由各種具有支持串行訪問(wèn)的接ロ的存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序，包括但不限于針對(duì)由SATA接ロ或SAS接ロ組成的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令和時(shí)序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置，其特征在于4-CSC控制器接收來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的控制命令、以及來(lái)自存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)必要的處理后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列和計(jì)算機(jī)總線之間的冗余數(shù)據(jù)信息交換；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入?yún)迹?-CSC控制器首先將來(lái)自計(jì)算機(jī)總線的對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的寫(xiě)入控制命令分別映射為對(duì)K個(gè)具有SATA接ロ的存儲(chǔ)器的寫(xiě)入控制命令，然后將映射后的寫(xiě)入控制命令分別發(fā)送到K個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)處理單元4-CSC控制器支持兩種寫(xiě)入控制命令第一種是塊寫(xiě)入控制命令，適用于大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；在塊寫(xiě)入控制命令下，ー個(gè)邏輯塊的尺寸為ー個(gè)邏輯扇區(qū)尺寸的32Xm倍；第二種是扇區(qū)寫(xiě)入控制命令，適用于小數(shù)據(jù)或大數(shù)據(jù)的末端存儲(chǔ)；扇區(qū)寫(xiě)入控制命令通過(guò)ー個(gè)塊讀出控制命令將存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)讀出到緩沖區(qū)，然后修改緩沖區(qū)的目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)，再通過(guò)塊寫(xiě)入控制命令將緩沖區(qū)的32Xm個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)回寫(xiě)到存儲(chǔ)介質(zhì)陣列；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出吋，6-CSC控制器支持塊讀出控制命令，一次將ー個(gè)32Xm個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)讀出到邏輯塊緩沖區(qū)，然后將目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容提交到計(jì)算機(jī)總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置，其特征在于還包括ー個(gè)RAID部件；RAID部件分別與數(shù)據(jù)緩存和總線接ロ連接；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入?yún)?，RAID部件針對(duì)每組32Xm比特位并行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)生成r比特位冗余校驗(yàn)碼，r比特位冗余校驗(yàn)碼與32Xm比特位并行數(shù)據(jù)一起組裝形成ー個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流；組裝形成的K比特位并行數(shù)據(jù)流送入并轉(zhuǎn)串電路；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行讀出吋，RAID部件首先利用讀出的K比特位并行數(shù)據(jù)流中的r比特位冗余校驗(yàn)碼對(duì)32Xm個(gè)比特有效數(shù)據(jù)位進(jìn)行實(shí)時(shí)糾錯(cuò)，然后去除r比特位冗余校驗(yàn)碼，形成32Xm比特位并行數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)裝置，其特征在于RAID部件可以按照兩種方式對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列的意外故障進(jìn)行恢復(fù)第一種情況是對(duì)于r個(gè)冗余校驗(yàn)盤(pán)體發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體的數(shù)據(jù)重新生成冗余校驗(yàn)碼流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán)體中；第二種情況是對(duì)于32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中不超過(guò)r個(gè)盤(pán)體同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)故障，RAID部件可以依據(jù)r個(gè)冗余校驗(yàn)碼流和32Xm個(gè)有效數(shù)據(jù)盤(pán)體中未發(fā)生故障的有效數(shù)據(jù)重新生成正確的恢復(fù)數(shù)據(jù)流，寫(xiě)入替換后的完好盤(pán)體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息存儲(chǔ)技術(shù)，具體是一種基于位的串行傳輸云存儲(chǔ)方法及裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)陣列模式無(wú)法從根本上消除多個(gè)存儲(chǔ)器的總線競(jìng)爭(zhēng)、以及容易導(dǎo)致負(fù)載不均衡的問(wèn)題?；谖坏拇袀鬏斣拼鎯?chǔ)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的1)數(shù)據(jù)的并行寫(xiě)入以比特為分割單位，將接收到的一個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為K個(gè)1比特位串行數(shù)據(jù)流；2)數(shù)據(jù)的串行讀出將讀出的K個(gè)1比特位串行數(shù)據(jù)流組裝成為一個(gè)K比特位并行數(shù)據(jù)流。本發(fā)明適用于對(duì)各種具有支持串行訪問(wèn)的接口的存儲(chǔ)介質(zhì)陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，尤其適用于海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)G06F13/38GK102693096SQ201210152420
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
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