[發明專利]基于NVM的固態硬盤元數據管理方法及系統有效
| 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 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 基于 nvm 固態 硬盤 數據管理 方法 系統 | ||
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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