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[發明專利]基于NVM的固態硬盤元數據管理方法及系統有效

專利信息
申請號: 201910098335.4 申請日: 2019-01-31
公開(公告)號: CN111506255B 公開(公告)日: 2023-09-26
發明(設計)人: 畢鑒忠 申請(專利權)人: 山東存儲之翼電子科技有限公司
主分類號: G06F3/06 分類號: G06F3/06;G06F12/02;G06F21/79
代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102 代理人: 隆翔鷹
地址: 264000 山東省煙*** 國省代碼: 山東;37
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 基于 nvm 固態 硬盤 數據管理 方法 系統
【權利要求書】:

1.基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于應用于硬件系統,所述硬件系統包括外部操作系統、NVM以及配置有硬盤控制器、閃存芯片以及總線接口的固態硬盤,其中所述外部操作系統不同于CPU,所述NVM為不包含NAND?FLASH的Non-NAND?NVM,所述閃存芯片為NAND閃存芯片,

所述元數據管理方法包括:

通過所述NVM,存儲所述閃存芯片的設備信息、所述閃存芯片的分配信息、所述閃存芯片的配置信息以及元數據信息;

所述外部操作系統下發指令,并通過所述硬盤控制器,對所述NVM進行讀寫操作;以及

根據所述指令,所述硬盤控制器與所述NVM進行信息交互,并對所述閃存芯片進行讀寫操作或配置操作,

其中所述元數據信息存儲于所述閃存芯片的頁中,且存儲所述元數據信息的所述頁的頁地址存儲于所述NVM中,

其中所述閃存芯片的所述設備信息包括但不限于:設備ID、設備序列號、設備版本號、設備制造商、設備型號、支持協議,

其中所述閃存芯片的所述分配信息包括但不限于:塊數量、塊容量、頁數量、頁容量和頁物理映射表的地址,

所述元數據管理方法更包括:

硬件開啟時,通過所述硬盤控制器逐個對所述閃存芯片進行設備信息核對;

通過所述閃存芯片中的所述頁,存儲與所述設備信息核對相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM;

通過所述硬盤控制器,對所述閃存芯片進行塊重新分配和頁重新分配后,對存儲于所述閃存芯片中的所述頁物理映射表以及存儲于所述NVM中的所述頁物理映射表的所述地址進行實時更新;以及

通過所述閃存芯片,存儲與所述塊重新分配和所述頁重新分配相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

2.根據權利要求1所述的基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于,更包括:

硬件開啟后,通過所述硬盤控制器,將存儲于所述NVM中的所述分配信息加載至FTL相關的結構中;

通過所述閃存芯片,存儲與所述分配信息的加載相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

3.根據權利要求1所述的基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于所述分配信息還包括部分常用的頁物理映射地址表。

4.根據權利要求1所述的基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于所述閃存芯片的所述配置信息包括但不限于:時序模式參數、芯片類型參數以及操作模式參數,其中所述時序模式參數用于選取并設定所述閃存芯片的時序,所述芯片類型參數用于選取并設定所述閃存芯片的存儲顆粒類型,所述操作模式參數用于選取并設定所述閃存芯片的操作模式;

所述元數據管理方法更包括:

通過所述硬盤控制器,獲取所述配置信息,并根據所述配置信息,對所述閃存芯片進行配置;

通過所述閃存芯片,存儲與所述配置相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

5.根據權利要求1所述的基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于所述固態硬盤配置有讀取資料模塊,

所述元數據管理方法更包括:

通過所述NVM,存儲所述閃存芯片的存儲顆粒對應的ReadRetry電壓;

通過所述硬盤控制器,將存儲于所述NVM中的所述ReadRetry電壓加載至所述讀取資料模塊;

通過所述閃存芯片,存儲與所述ReadRetry電壓的加載相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

6.根據權利要求1所述的基于NVM的固態硬盤的元數據管理方法,其特征在于固態硬盤配置有加密模塊,

所述元數據管理方法更包括:

通過所述NVM,存儲由所述外部操作系統下發的加密密鑰;

當硬件開啟后,通過所述硬盤控制器,將所述加密密鑰加載至所述加密模塊;

通過所述閃存芯片,存儲與所述加密密鑰的加載相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

7.基于NVM的固態硬盤的元數據管理系統,其特征在于包括:

外部操作系統;

NVM;以及

固態硬盤,

其中所述固態硬盤至少配置有:

硬盤控制器、閃存芯片、總線接口、FTL層、讀取操作模塊和加密模塊,

其中所述外部操作系統通過所述總線接口,與所述硬盤控制器電連接,

所述FTL層配置于所述硬盤控制器上,

所述硬盤控制器分別與所述NVM、所述閃存芯片、所述讀取操作模塊及所述加密模塊電連接,

所述NVM用于存儲所述閃存芯片的設備信息、所述閃存芯片的分配信息、所述閃存芯片的配置信息以及元數據信息,

其中所述元數據信息存儲于所述閃存芯片的頁中,且存儲所述元數據信息的所述頁的頁地址存儲于所述NVM中,

其中所述閃存芯片的所述設備信息包括但不限于:設備ID、設備序列號、設備版本號、設備制造商、設備型號、支持協議,

其中所述閃存芯片的所述分配信息包括但不限于:塊數量、塊容量、頁數量、頁容量和頁物理映射表的地址,

所述硬盤控制器更用于:

硬件開啟時,逐個對所述閃存芯片進行設備信息核對;

通過所述閃存芯片中的所述頁,存儲與所述設備信息核對相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM;

對所述閃存芯片進行塊重新分配和頁重新分配后,對存儲于所述閃存芯片中的所述頁物理映射表以及存儲于所述NVM中的所述頁物理映射表的所述地址進行實時更新;

通過所述閃存芯片,存儲與所述塊重新分配和所述頁重新分配相關的所述元數據信息,并將所述元數據信息在所述閃存芯片中的位址寫入所述NVM。

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