一種非易失存儲設(shè)備及其進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非易失存儲設(shè)備及其進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法，所述方法包括：接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令；將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對非易失性存儲器件的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從非易失性存儲器件讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給主機(jī)端。借此，本發(fā)明通過非易失存儲設(shè)備實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行除讀出和寫入的其他操作，其改變數(shù)據(jù)處理方法和流程，利用非易失性存儲設(shè)備中芯片控制器的處理能力完成對數(shù)據(jù)內(nèi)容操作命令，可以有效地節(jié)省數(shù)據(jù)帶寬，提升對接口帶寬的利用率，降低主機(jī)端CPU負(fù)載。在本說明書中,以閃存(flash)作為非易失性存儲器件的一種實施例;但并不能認(rèn)為本發(fā)明權(quán)利僅限于閃存。
【專利說明】一種非易失存儲設(shè)備及其進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存儲【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種非易失存儲設(shè)備及其進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有非易失存儲實現(xiàn)方案中，存儲設(shè)備只負(fù)責(zé)按照主機(jī)端命令寫入，讀取數(shù)據(jù)，同時完成設(shè)備狀態(tài)維護(hù)和數(shù)據(jù)完整性檢查。對數(shù)據(jù)內(nèi)容并不涉及任何操作。在主機(jī)端查找，排序，選擇等操作時，會造成對數(shù)據(jù)帶寬極大的浪費，也導(dǎo)致整機(jī)功耗上升。綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種非易失存儲設(shè)備及其進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法，其改變數(shù)據(jù)處理方法和流程，利用閃存芯片控制器的處理能力，完成對數(shù)據(jù)內(nèi)容操作命令，提升對數(shù)據(jù)帶寬的利用率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法，包括:
[0005]接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，所述特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令；
[0006]將所述特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)所述讀寫操作命令從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；
[0007]對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于所述特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給所述主機(jī)端。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的方法，接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令的步驟中，所述特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value對應(yīng)查詢。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)所述讀寫操作命令從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)的步驟包括:
[0010]通過非易失存儲設(shè)備的中央處理器，數(shù)據(jù)緩沖器和閃存芯片控制器將數(shù)據(jù)從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述方法還包括:
[0012]主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的方法，主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令的步驟中，所述預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)。
[0014]本發(fā)明相應(yīng)提供一種非易失存儲設(shè)備，包括控制器以及閃存芯片，所述控制器包括:[0015]設(shè)備接口，用于接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給所述主機(jī)端，所述特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令；
[0016]中央處理器，將所述特定操作命令轉(zhuǎn)換為對所述閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)所述讀寫操作命令從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；
[0017]特定操作執(zhí)行部件，對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于所述特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過所述設(shè)備接口返回給所述主機(jī)端。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的非易失存儲設(shè)備，所述特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value對應(yīng)查詢。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的非易失存儲設(shè)備，所述控制器還包括數(shù)據(jù)緩沖器以及閃存控制器，所述中央處理器、數(shù)據(jù)緩沖器和閃存芯片控制器將數(shù)據(jù)從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的非易失存儲設(shè)備，主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令；所述預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的非易失存儲設(shè)備，所述特定操作執(zhí)行部件為所述中央處理器或硬件加速部件。
[0022]本發(fā)明通過設(shè)備接口接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，中央處理器將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，特定操作執(zhí)行部件對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過設(shè)備接口返回給主機(jī)端。從而通過非易失存儲設(shè)備實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行除讀出和寫入的其他操作，其改變數(shù)據(jù)處理方法和流程，利用閃存芯片控制器的處理能力完成對數(shù)據(jù)內(nèi)容操作命令，可以有效地節(jié)省數(shù)據(jù)帶寬，提升對數(shù)據(jù)帶寬的利用率，降低主機(jī)端CPU負(fù)載。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一種非易失存儲設(shè)備的原理方框圖；
[0024]圖2是預(yù)定義接口命令格式一種實施例的示意圖；
[0025]圖3為供應(yīng)商特殊操作命令的第一個FIS格式；
[0026]圖4為供應(yīng)商特殊操作命令的第二個FIS格式；
[0027]圖5是本發(fā)明一種具體應(yīng)用實施例的方框圖；
[0028]圖6是本發(fā)明一種非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法的流程圖；
[0029]圖7是本發(fā)明非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的一種具體應(yīng)用實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]圖1示出本發(fā)明一種非易失存儲設(shè)備的原理方框圖，非易失存儲設(shè)備100包括控制器10以及閃存芯片20，控制器10包括設(shè)備接口 11、中央處理器12、特定操作執(zhí)行部件13。該非易失存儲設(shè)備100優(yōu)選為固態(tài)硬盤。[0032]設(shè)備接口 11，用于接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給主機(jī)端，特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令。優(yōu)選的是特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value (鍵-值)對應(yīng)查詢等數(shù)據(jù)操作命令。
[0033]中央處理器，將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。具體的，讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)緩沖器進(jìn)行緩存，便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。
[0034]特定操作執(zhí)行部件13，對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過設(shè)備接口返回給主機(jī)端。例如:特定操作命令為數(shù)據(jù)查找命令，這特定操作執(zhí)行部件13對數(shù)據(jù)進(jìn)行查找，并將查找結(jié)果通過設(shè)備接口返回給主機(jī)端。
[0035]本發(fā)明通過設(shè)備接口 11接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，中央處理器12將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，特定操作執(zhí)行部件13對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過設(shè)備接口返回給主機(jī)端。從而通過非易失存儲設(shè)備100實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行除讀出和寫入的其他操作，可以有效地節(jié)省數(shù)據(jù)帶寬，降低主機(jī)端CPU負(fù)載。
[0036]優(yōu)選的是，主機(jī)端可通過預(yù)定義接口命令格式或非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備100發(fā)送該特定操作命令。圖2是預(yù)定義接口命令格式一種實施例的示意圖，在圖2中，預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)，其中，ByteO僅表示起始地址,不表示每個條目只占一個比特。在一個實施例中非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令由一系列供應(yīng)商特定FIS(Frameinformation structure,是SATA協(xié)議中規(guī)定的一種信息結(jié)構(gòu))組成,分別描述如下:圖3為特殊操作命令的第一個FIS，F(xiàn)IS Type為C7h，表示需要操作的磁盤起始地址和數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。圖4為特殊操作命令的第二個，直至第N個FIS命令格式；FIS Type為D4h，Con’ t項為8’ h80時表示該FIS不是此命令序列的最后一幀，Con’t項為8’ h00時表示該FIS為次命令序列的最后一幀。
[0037]圖5是本發(fā)明一種具體應(yīng)用實施例的方框圖。非易失存儲設(shè)備100包括控制器10以及閃存芯片20，控制器10包括設(shè)備接口 11、中央處理器12、硬件加速模塊14、數(shù)據(jù)緩沖器15以及閃存芯片控制器16?？刂破?0通過設(shè)備接口 11與主機(jī)端200連接。本發(fā)明通過設(shè)備接口 11接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，該特定操作命令包括:查找、排序及選擇等操作命令；由中央處理器12將該特定操作命令轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)讀寫操作命令，并通過閃存芯片控制器16執(zhí)行該數(shù)據(jù)讀寫操作命令，數(shù)據(jù)緩沖器15對需要讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，也即由中央處理器11、數(shù)據(jù)緩沖器15和閃存芯片控制器16將數(shù)據(jù)從閃存芯片20讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；由中央處理器和硬件加速模塊14對讀寫數(shù)據(jù)流進(jìn)行主機(jī)端200要求的操作，即該特定操作命令對應(yīng)的數(shù)據(jù)操作(包括但不限于:查找，排序，選擇等)?？梢杂行У毓?jié)省數(shù)據(jù)帶寬，降低主機(jī)端CPU負(fù)載。
[0038]圖6是本發(fā)明一種非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法的流程圖，該方法通過如圖1所示的設(shè)備100實現(xiàn)，該方法包括:
[0039]步驟S601，接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令。本步驟通過設(shè)備接口 11實現(xiàn)。特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value對應(yīng)查詢。[0040]步驟S602，將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。本步驟通過中央處理器12實現(xiàn)。
[0041]步驟S603，對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給主機(jī)端。本步驟通過特定操作執(zhí)行部件13實現(xiàn)。
[0042]優(yōu)選的是，該方法還包括:主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送特定操作命令。預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)。
[0043]優(yōu)選的是，步驟S602包括:通過非易失存儲設(shè)備的中央處理器，數(shù)據(jù)緩沖器和閃存芯片控制器將數(shù)據(jù)從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
[0044]圖7是本發(fā)明非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的一種具體應(yīng)用實施例的流程圖，該流程包括如下步驟:
[0045]步驟S701，主機(jī)端發(fā)出特定操作命令。主機(jī)端可通過預(yù)定義接口命令格式或非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向固態(tài)硬盤發(fā)送該特定操作命令。該特定操作命令為針對某段地址數(shù)據(jù)的操作，例如排序、選擇等。
[0046]步驟S702，固態(tài)硬盤的設(shè)備接口接收到命令后，通過中央處理器將該特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的數(shù)據(jù)讀寫命令。
[0047]步驟S703，硬件加速模塊或中央處理器對數(shù)據(jù)執(zhí)行特定數(shù)據(jù)操作。
[0048]步驟S704,固態(tài)硬盤通過設(shè)備接口向主機(jī)端反饋操作結(jié)果。
[0049]綜上所述，本發(fā)明通過設(shè)備接口接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，中央處理器將特定操作命令轉(zhuǎn)換為對閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)讀寫操作命令從閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，特定操作執(zhí)行部件對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過設(shè)備接口返回給主機(jī)端。從而通過非易失存儲設(shè)備實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行除讀出和寫入的其他操作，可以有效地節(jié)省數(shù)據(jù)帶寬，降低主機(jī)端CPU負(fù)載。
[0050]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非易失存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的方法，其特征在于，包括: 接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令，所述特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令； 將所述特定操作命令轉(zhuǎn)換為對非易失性存儲器件的讀寫操作命令，并根據(jù)所述讀寫操作命令從所述非易失性存儲器件讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)； 對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于所述特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給所述主機(jī)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令的步驟中，所述特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value對應(yīng)查詢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述讀寫操作命令從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)的步驟包括: 通過非易失存儲設(shè)備的中央處理器，數(shù)據(jù)緩沖器和閃存芯片控制器將數(shù)據(jù)從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令的步驟中，所述預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)。
6.一種非易失存儲設(shè)備，其特征在于，包括控制器以及閃存芯片，所述控制器包括: 設(shè)備接口，用于接收主機(jī)端發(fā)來的特定操作命令并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)返回給所述主機(jī)端，所述特定操作命令為除讀寫操作命令外的其他數(shù)據(jù)操作命令； 中央處理器，將所述特定操作命令轉(zhuǎn)換為對所述閃存芯片的讀寫操作命令，并根據(jù)所述讀寫操作命令從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)； 特定操作執(zhí)行部件，對讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)流進(jìn)行對應(yīng)于所述特定操作命令的特定操作，并將操作結(jié)果數(shù)據(jù)通過所述設(shè)備接口返回給所述主機(jī)端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失存儲設(shè)備，其特征在于，所述特定操作命令包括:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)選擇以及key-value對應(yīng)查詢。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失存儲設(shè)備，其特征在于，所述控制器還包括數(shù)據(jù)緩沖器以及閃存控制器，所述中央處理器、數(shù)據(jù)緩沖器和閃存芯片控制器將數(shù)據(jù)從所述閃存芯片讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失存儲設(shè)備，其特征在于，主機(jī)端通過預(yù)定義接口命令格式或所述非易失存儲設(shè)備供應(yīng)商特定的命令格式向非易失存儲設(shè)備發(fā)送所述特定操作命令；所述預(yù)定義接口命令格式包括:起始地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫類型、特定操作類型以及特定操作參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非易失存儲設(shè)備，其特征在于，所述特定操作執(zhí)行部件為所述中央處理器或硬件加速部件。
【文檔編號】G06F13/16GK103955440SQ201310698471
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】黃林峰 申請人:記憶科技(深圳)有限公司