本發(fā)明涉及存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種SSD系統(tǒng)及其掉電保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

在進(jìn)行企業(yè)級(jí)SSD的設(shè)計(jì)時(shí)，市面上所有的企業(yè)級(jí)SSD一般均采用DRAM作為Cache，并且都會(huì)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮掉電保護(hù)機(jī)制，使系統(tǒng)在異常掉電時(shí)，迅速切換到電容供電，使DRAM中的Cache刷新到NAND中，保證數(shù)據(jù)沒有異常丟失，提供系統(tǒng)的可靠性。而掉電保護(hù)設(shè)計(jì)中，Cache刷新到NAND的數(shù)據(jù)大小決定了電容容值，通常為了增加電容的供電時(shí)間，要么多加幾個(gè)電容，要么是改變電壓；上述兩者均會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本；而電容的充放電次數(shù)是有限制的，充放電到一定次數(shù)，電容的壽命就截止了，此時(shí)如果NAND的壽命還未截止，那么再遇到系統(tǒng)異常掉電，電容的容量有可能無(wú)法支撐Cache刷新到NAND所需的時(shí)間，因而會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失等情況的發(fā)生，系統(tǒng)的可靠性大大降低。

鑒于此，從提高系統(tǒng)可靠性以及節(jié)約成本的方面出發(fā)，如何提供一種SSD系統(tǒng)及其掉電保護(hù)方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種SSD系統(tǒng)及其掉電保護(hù)方法，以解決現(xiàn)有SSD系統(tǒng)成本較高、可靠性較差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種SSD系統(tǒng)，包括：

專用集成電路，非易失性存儲(chǔ)器以及電源；

其中，所述非易失性存儲(chǔ)器與所述專用集成電路相連，用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以使在系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)數(shù)據(jù)未丟失；

所述電源用于在掉電后，利用主電源上殘留的電量保證系統(tǒng)的主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。

可選地，所述非易失性存儲(chǔ)器還用于存儲(chǔ)固件，當(dāng)SSD系統(tǒng)上電后，所述固件從所述非易失性存儲(chǔ)器中讀取到所述專用集成電路的處理器進(jìn)行執(zhí)行。

可選地，所述非易失性存儲(chǔ)器分為兩個(gè)區(qū)，一部分用于存儲(chǔ)所述固件，一部分用于存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù)。

可選地，包括：

所述非易失性存儲(chǔ)器的接口和電氣特性與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器一致。

可選地，還包括：

與所述專用集成電路相連的NAND陣列，用于寫入所述緩存數(shù)據(jù)。

可選地，還包括：與所述專用集成電路相連的具有PCIe接口的連接器。

本發(fā)明還提供了一種SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法，包括：

當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過非易失性存儲(chǔ)器對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存；

當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述系統(tǒng)掉電后，將掉電信息提交至專用集成電路；

所述專用集成電路利用電源殘留的電量，以保證所述系統(tǒng)主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。

本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)及其掉電保護(hù)方法，包括：專用集成電路，非易失性存儲(chǔ)器以及電源；其中，非易失性存儲(chǔ)器與專用集成電路相連，用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以使在系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)數(shù)據(jù)未丟失；電源用于在掉電后，利用主電源上殘留的電量保證系統(tǒng)的主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。本申請(qǐng)將企業(yè)級(jí)SSD中通常當(dāng)作Cache的DRAM替換為非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，從而在系統(tǒng)出現(xiàn)異常掉電的情況時(shí)，不需要切換到備電電路用大容量電容來進(jìn)行供電，保證Cache刷新到NAND中，只需要在短時(shí)間內(nèi)讓HOST完成相應(yīng)的操作即可。不僅節(jié)約了系統(tǒng)的成本，還可以提高系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中SSD系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的拓?fù)鋱D；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)包括：

專用集成電路1，非易失性存儲(chǔ)器2以及電源3；

其中，所述非易失性存儲(chǔ)器2與所述專用集成電路1相連，用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以使在系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)數(shù)據(jù)未丟失；

所述電源3用于在掉電后，利用主電源上殘留的電量保證系統(tǒng)的主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。

本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)，包括：專用集成電路，非易失性存儲(chǔ)器以及電源；其中，非易失性存儲(chǔ)器與專用集成電路相連，用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以使在系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)數(shù)據(jù)未丟失；電源用于在掉電后，利用主電源上殘留的電量保證系統(tǒng)的主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。本申請(qǐng)將企業(yè)級(jí)SSD中通常當(dāng)作Cache的DRAM替換為非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，從而在系統(tǒng)出現(xiàn)異常掉電的情況時(shí)，不需要切換到備電電路用大容量電容來進(jìn)行供電，保證Cache刷新到NAND中，只需要在短時(shí)間內(nèi)讓HOST完成相應(yīng)的操作即可。不僅節(jié)約了系統(tǒng)的成本，還可以提高系統(tǒng)的可靠性。

需要指出的是，傳統(tǒng)保證系統(tǒng)工作的供電電路包括給整個(gè)SSD系統(tǒng)供電的電路和備電電路，而本申請(qǐng)通過用非易失性存儲(chǔ)器NVM來替代DRAM，在設(shè)計(jì)中可以去掉備電電路了。

采用新型非易失存儲(chǔ)介質(zhì)代替SSD中的DRAM來做Cache，由于其非易失性、、同等封裝容量大的特性，可以保證SSD的異常掉電過程中，不需要將Cache中的元數(shù)據(jù)刷新到NAND中進(jìn)行保護(hù)，只需要保證HOST中的命令執(zhí)行完成。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)中，所述非易失性存儲(chǔ)器還用于存儲(chǔ)固件，當(dāng)SSD系統(tǒng)上電后，所述固件從所述非易失性存儲(chǔ)器中讀取到所述專用集成電路的處理器進(jìn)行執(zhí)行。

其中，非易失性存儲(chǔ)器分為兩個(gè)區(qū)，一部分用于存儲(chǔ)所述固件，一部分用于存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù)。

需要指出的是，本實(shí)施例中非易失性存儲(chǔ)器的接口和電氣特性與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器一致。

作為一種具體實(shí)施方式，本發(fā)明還可以進(jìn)一步包括：

與所述專用集成電路相連的NAND陣列，用于寫入所述緩存數(shù)據(jù)；以及與所述專用集成電路相連的具有PCIe接口的連接器。

把DRAM用非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)來替換，由于接口和電氣特性同原來一致，雖然非易失存儲(chǔ)介質(zhì)的傳輸延時(shí)比DRAM要高，但在同等封裝情況下，其容量較DRAM會(huì)增大很多倍；而通過這種替換，可以摒棄傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，在系統(tǒng)異常掉電過程中，不需要擔(dān)心DRAM中的Cache由于掉電丟失，因?yàn)樘鎿QDRAM的是非易失性的存儲(chǔ)介質(zhì)，在系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)，數(shù)據(jù)沒有丟失。

將企業(yè)級(jí)SSD中的DRAM替換成非易失的存儲(chǔ)介質(zhì)，保證系統(tǒng)掉電后，存在Cache中的元數(shù)據(jù)再次上電時(shí)不會(huì)丟失，使得板卡的掉電保護(hù)電路設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。

如圖2現(xiàn)有技術(shù)中SSD系統(tǒng)的拓?fù)鋱D所示，SSD系統(tǒng)一般包括一塊主板，其中主板上包括：處理器，內(nèi)存，SPI Flash，Nand Flash，電源和時(shí)鐘等。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般是將板卡的固件固化在SPI Flash中，當(dāng)板卡上電后，固件從SPI Flash中讀取到CPU然后在DRAM中進(jìn)行執(zhí)行，由于DRAM是易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，出現(xiàn)異常掉電時(shí)，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)中沒有做掉電保護(hù)機(jī)制，那么在DRAM中未執(zhí)行完的數(shù)據(jù)在再次上電時(shí)均丟失。

如圖3本發(fā)明實(shí)施例所提供的拓?fù)鋱D所示，將系統(tǒng)框圖中的DRAM和SPI Flash可以用新型非易失性存儲(chǔ)來替換，將其分區(qū)，其中一部分用來存儲(chǔ)固件，其余部門在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)當(dāng)Cache，這樣可以省掉一個(gè)用于存放固件的Flash。

此外，現(xiàn)有技術(shù)中為防止系統(tǒng)異常掉電時(shí)，需要有備電電路，備電電路一般會(huì)包括大容量的鋁電解電容，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)主電源掉電后，會(huì)通過電源管理芯片上報(bào)一個(gè)中斷給ASIC，觸發(fā)掉電保護(hù)流程，利用備電電路提供的電量，迅速將DRAM中的數(shù)據(jù)刷新到NAND中，保證數(shù)據(jù)沒有丟失，再次上電時(shí)，系統(tǒng)能正常工作。而本申請(qǐng)采用非易失存儲(chǔ)介質(zhì)后，系統(tǒng)在掉電時(shí)，只要上報(bào)給ASIC后，利用主電源殘留的電量可以保證系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)異常情況，再次上電重啟時(shí)，系統(tǒng)可以繼續(xù)正常工作。

本發(fā)明實(shí)施例使得電源管理設(shè)計(jì)工作大大簡(jiǎn)化，主電源上的電容足以保證系統(tǒng)異常掉電HOST操作完成，因而可以省去備電電路，這樣帶來的好處是可以節(jié)省成本，還可以節(jié)省板卡面積，增加了系統(tǒng)的可靠性。

此外，本發(fā)明還提供了一種SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法的流程圖，參照?qǐng)D4本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法可以包括：

步驟S101：當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過非易失性存儲(chǔ)器對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存；

步驟S102：當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述系統(tǒng)掉電后，將掉電信息提交至專用集成電路；

步驟S103：所述專用集成電路利用電源殘留的電量，以保證所述系統(tǒng)主機(jī)操作命令執(zhí)行完成。

本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)掉電保護(hù)方法，使用新型非易失存儲(chǔ)介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DRAM，可以在相同面積情況下得到更大容量的Cache，除此之外還可以省掉存放固件的SPI Flash；掉電保護(hù)過程時(shí)間極短，不需要額外再加大容量的鋁電解電容或者超級(jí)電容；從而能降低了單板成本，并使CAD設(shè)計(jì)變得更加簡(jiǎn)單。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的SSD系統(tǒng)及其掉電保護(hù)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。