存储空间映射算法、缓存状态机、存储装置、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种存储空间映射算法、缓存状态机、存储装置、存储介质，存储空间映射算法，包括：接收包含目标数据的存取请求；判断目标数据是否CPU的访问范围之内；当目标数据在CPU访问范围之内，根据逻辑地址到物理地址L2P映射表读取目标数据并返回；当目标数据在CPU访问范围之外，从缓存层读取目标数据并返回。采用本发明专利技术实施例，通过构建缓存层，可以解决CPU访问L2P映射表受限的问题，从而可以提高固态硬盘的存储容量，降低固态硬盘的成本，提高固态硬盘的市场竞争力。

Storage space mapping algorithm, cache state machine, storage device, storage medium

【技术实现步骤摘要】
存储空间映射算法、缓存状态机、存储装置、存储介质
本专利技术涉及固态硬盘
，尤其涉及一种存储空间映射算法、缓存状态机、存储装置、存储介质。
技术介绍
固态硬盘系统通常包括主机接口协议层，闪存转换层(FTL，FlashTranslationLayer)，及闪存接口协议层。闪存转换层的一个主要功能是进行主机接口协议中的逻辑地址(LBA，LogicalBlockAddress)到闪存的物理地址之间的映射。逻辑地址到物理地址的映射表(LogicaltoPhysicalAddressMappingTable,orL2Ptable)是闪存转换层的主要数据结构。随着固态硬盘的容量的增加，L2P映射表需要的存储空间也越来越大。低端中央处理器(CentralProcessUnit,orCPU)无法访问过大的存储地址。为了满足存取巨大的L2P映射表的需求，硬件设计需要使用高端CPU，增加了成本和设计复杂度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种存储空间映射算法、缓存状态机、存储装置、存储介质，用以解决现有技术中低端中央处理器无法访问过大的存储地址问题。本专利技术实施例提供一种固态硬盘的存储空间映射算法，包括：接收包含目标数据的存取请求；判断目标数据是否在CPU的访问范围之内；当目标数据在CPU访问范围之内，根据逻辑地址到物理地址L2P映射表读取目标数据并返回；当目标数据在CPU访问范围之外，从缓存层读取目标数据并返回。根据本专利技术的一些实施例，从缓存层读取目标数据并返回具体包括：查询缓存层并判断目标数据是否在缓存层中；当目标数据不在缓存层中，发送更新指令以使缓存层以预定频率P进行更新；当目标数据在缓存层中，从缓存层读取目标数据并返回。进一步地，缓存层以预定频率P进行更新具体包括：根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在缓存层。在本专利技术的一些实施例中，预定频率P根据公式1计算得到：P＝M/C公式1；其中，M为L2P映射表的存储容量，C为缓存层的粒度。在本专利技术的一些实施例中，根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在缓存层包括：标记缓存层对应的每个缓存单元的更新时间，将根据L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最旧更新的缓存单元。在本专利技术的一些实施例中，根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在缓存层包括：标记缓存层对应的每个缓存单元的使用次数，将根据L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最少访问的缓存单元。在本专利技术的一些实施例中，从缓存层读取目标数据并返回还包括：在缓存层更新的过程中，执行其他任务；当目标数据位于缓存层中，中断其他任务，从缓存层读取目标数据并返回。本专利技术实施例还提供一种缓存状态机，包括：接收单元，用于接收包含目标数据的存取请求；判断单元，用于判断目标数据是否在CPU的访问范围之内；读取单元，用于当目标数据在CPU访问范围之内，根据L2P映射表读取目标数据并返回，当目标数据在CPU访问范围之外，从缓存层读取目标数据并返回。根据本专利技术的一些实施例，读取单元包括：查询单元，用于查询缓存层并判断目标数据是否在缓存层中；更新单元，用于当目标数据不在缓存层中，发送更新指令以使缓存层以预定频率P进行更新；操作单元，当目标数据在缓存层中，从缓存层读取目标数据并返回。进一步地，更新单元具体用于当目标数据不在缓存层中，发送更新指令以使直接存储器根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在缓存层。在本专利技术的一些实施例中，预定频率P根据公式1计算得到：P＝M/C公式1；其中，M为L2P映射表的存储容量，C为缓存层的粒度。在本专利技术的一些实施例中，读取单元还包括：第一标记单元，用于标记缓存层对应的每个缓存单元的更新时间；更新单元发送更新指令以使直接存储器将根据L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最旧更新的缓存单元。在本专利技术的一些实施例中，读取单元还包括：第二标记单元，用于标记缓存层对应的每个缓存单元的使用次数更新单元发送更新指令以使直接存储器将根据L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最少访问的缓存单元。在本专利技术的一些实施例中，读取单元还包括：控制单元，用于在缓存层更新的过程中，控制其他单元执行其他任务；中断单元，用于当目标数据位于缓存层中，中断其他任务，从缓存层读取目标数据并返回。本专利技术实施例又提供一种固态硬盘的存储装置，包括：存储固件，用于生成包含目标数据的存取请求；直接存储器，用于根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在缓存层；缓存状态机，缓冲状态机为如上的缓存状态机。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有数据存取的实现程序，程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项的固态硬盘的存储空间映射算法的步骤。采用本专利技术实施例，通过构建缓存层，可以解决CPU访问L2P映射表受限的问题，从而可以提高固态硬盘的存储容量，降低固态硬盘的成本，提高固态硬盘的市场竞争力。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术实施例中存储空间映射算法流程图；图2是本专利技术实施例中存储空间映射算法流程图；图3是本专利技术实施例中缓冲状态机结构示意图；图4是本专利技术实施例中固态硬盘的存储装置的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。固态硬盘系统通常包括主机接口协议层，闪存转换层(FTL，FlashTranslationLayer)，及闪存接口协议层。闪存转换层的一个主要功能是进行主机接口协议中的逻辑地址(LBA，LogicalBlockAddress)到闪存的物理地址之间的映射。逻辑地址到物理地址的映射表(LogicaltoPhysicalAddressMappingTable,orL2Ptable)是闪存转换层的主要数据结构。随着固态硬盘的容量的增加，L2P映射表需要的存储空间也越来越大。低端中央处理器(CentralProcessUnit,orCPU)无法访问过大的存储地址。为了满足存取巨大的L2P映射表的需求，硬件设计需要使用高端CPU，增加了成本和设计复杂度。具体说明如下：1)固态硬盘采用闪存做存储介质，闪存在写入之前必须先擦除。由于闪存的特性，主机按照逻辑地址写入数据时，FTL的算法将逻辑地址映射为闪存的物理地址，然后再将数据按照物理地址写入闪存；当主机重复向相同的逻辑地址写入数据的时候，每次都会映射为不同的物理地址。固态硬盘用L2P映射表来记录逻辑地址到物理地址的映射关系。2)逻辑地址到物理地址的映射的粒度(也即映射单元的大小)通常是固定的(如4KB)。如果逻辑地址范围是L，而物理地址的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态硬盘的存储空间映射算法，其特征在于，包括：接收包含目标数据的存取请求；判断所述目标数据是否在CPU的访问范围之内；当所述目标数据在CPU访问范围之内，根据逻辑地址到物理地址L2P映射表读取所述目标数据并返回；当所述目标数据在所述CPU访问范围之外，从缓存层读取所述目标数据并返回。

【技术特征摘要】
1.一种固态硬盘的存储空间映射算法，其特征在于，包括：接收包含目标数据的存取请求；判断所述目标数据是否在CPU的访问范围之内；当所述目标数据在CPU访问范围之内，根据逻辑地址到物理地址L2P映射表读取所述目标数据并返回；当所述目标数据在所述CPU访问范围之外，从缓存层读取所述目标数据并返回。2.如权利要求1所述的算法，其特征在于，所述从所述缓存层读取所述目标数据并返回具体包括：查询所述缓存层并判断所述目标数据是否在所述缓存层中；当所述目标数据不在所述缓存层中，发送更新指令以使所述缓存层以预定频率P进行更新；当所述目标数据在所述缓存层中，从所述缓存层读取所述目标数据并返回。3.如权利要求2所述的算法，其特征在于，所述缓存层以预定频率P进行更新具体包括：根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在所述缓存层。4.如权利要求3所述的算法，其特征在于，所述预定频率P根据公式1计算得到：P＝M/C公式1；其中，M为所述L2P映射表的存储容量，C为所述缓存层的粒度。5.如权利要求3所述的算法，其特征在于，所述根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在所述缓存层包括：标记所述缓存层对应的每个缓存单元的更新时间，将根据所述L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最旧更新的缓存单元。6.如权利要求3所述的算法，其特征在于，所述根据L2P映射表以预定频率P读取数据并存储在所述缓存层包括：标记所述缓存层对应的每个缓存单元的使用次数，将根据所述L2P映射表以预定频率P读取的数据存储至最少访问的缓存单元。7.如权利要求2所述的算法，其特征在于，所述从所述缓存层读取所述目标数据并返回还包括：在所述缓存层更新的过程中，执行其他任务；当所述目标数据位于所述缓存层中，中断其他任务，从所述缓存层读取目标数据并返回。8.一种缓存状态机，其特征在于，包括：接收单元，用于接收包含目标数据的存取请求；判断单元，用于判断所述目标数据是否在CPU的访问范围之内；读取单元，用于当所述目标数据在CPU访问范围之内，根据L2P映射表读取所述目标数据并返回，当所述目标数据在所述CPU访问范围之外，从缓存层读取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩帅，
申请(专利权)人：青岛镕铭半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37