本发明专利技术提供一种应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，包括命令队列模块、数据读取模块、命令比较器和控制模块；命令队列模块用于存储固件接收到的HOST发来但未完成的NVME IO命令；数据读取模块通过数据总线与命令队列模块和新的NVME IO命令相连，从数据总线读取相应地址的数据；命令比较器与数据读取模块相连，是将从数据读取模块得到的新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令进行比较，并把结果输出给控制模块；控制模块与命令比较器相连，根据比较的结果，反馈给系统总线。本发明专利技术使用硬件加速判断NVME IO命令是否重叠进而提高NVME IO的原子性的整盘性能。IO的原子性的整盘性能。IO的原子性的整盘性能。
【技术实现步骤摘要】
IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址。
[0009]进一步的，设有队列状态寄存器来表示每个命令队列是否有NVME IO命令，每一个bit表示一个队列。
[0010]进一步的，基于本装置接收HOST命令的流程为：S01）、数据读取模块从数据总线读取队列状态寄存器，如果所有的NVME IO命令队列都为空，则进入S02）；如果NVME IO队列有非空的，则进入S03）；S02）、输出不重叠结果给控制模块，控制模块把该新的NVME IO命令插入到一个空的队列中，修改队列状态寄存器，把该命令发给后端执行S03）、从数据总线上读取NVME IO非空队列的队首命令和新的NVME IO命令，并传递给NVME IO命令比较模块S04）、命令比较器比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址，如果比较结果为重叠，则把该新的NVME IO命令插入到该队列的队尾，结束；S05）、如果比较结果为不重叠，则进入S03），读取下一个非空队列；S06）、直到NVME IO队列非空的队首都比较完成，如果比较结果最终为不重叠。并且还有空的队列，则进入S02），否则停止接收HOST命令，直到后端返回完成消息，释放命令，出队列，如果队列为空，开启接收HOST命令。
[0011]进一步的，基于本装置接收后端完成命令后的流程为：S07）、接收到后端完成命令，则到相应的命令队列中，使该命令结点出队；S08）、如果出队后，该队列为空，修改相应的队列状态寄存器，如果S06）中有比较结果为不重叠，但没有空队列，而没有发到后端的命令，则启动该命令，进入S02）。
[0012]进一步的，命令队列模块的大小最大为256，每个命令队列的深度最大为16个。
[0013]进一步的，命令队列模块的大小为128。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术从硬件实现了是否有重叠的地址的判断，并把重叠的命令暂缓发给后端，减少了后端的处理压力和逻辑，提高了NVME 固态硬盘整盘的性能。
附图说明
[0015]图1为实施例1所述装置的原理框图；图2为NVME IO 命令格式示意图；图3为NVME IO队列信息示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0017]实施例1本实施例公开一种应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，如图1所示，包括命令队列模块、数据读取模块、命令比较器和控制模块。
[0018]命令队列模块用于存储固件接收到的HOST发来但未完成的NVME IO命令。
[0019]本实施例中，命令队列模块的大小为 QUOTE
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，即命令队列模块包括 QUOTE
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个命令队列，n为正整数，最大为256，一般设置为128。每个队列存有一个以上的NVME IO命令，其NVME IO命令个数（深度）最大为16个。还有队列状态寄存器来表示256个队列是
否有NVME IO命令，每一个bit表示一个队列。每个命令队列的队列头设有信息节点，如图3所示，信息节点存储该命令队列的深度、比较到了哪个NVME IO命令、该队列对比是否结束。
[0020]图1中设有16个命令队列，以队列0为例，其保存了两个命令：NVME IO cmd3和NVME IO cmd0。
[0021]数据读取模块通过数据总线与命令队列模块和新的NVME IO命令相连，用于根据来自控制模块的命令从数据总线读取相应地址的数据，包括新的NVME IO命令和命令队列模块中的NVME IO命令。
[0022]如图2所示，新的NVME IO命令和命令队列模块中的NVME IO命令均包括命令ID、命令类型、命令开始LBA和命令长度，命令比较器通过命令开始LBA和命令长度比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址。
[0023]命令比较器与数据读取模块相连，是将从数据读取模块得到的新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令进行比较，并把结果输出给控制模块。
[0024]具体的，命令比较器比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址，如果没有，就把新的NVME IO命令单独建立一个队列，并发往后端，否则保存新的NVME IO命令到有重叠冲突的队列中；后端执行完命令后，移除该命令所在命令队列中的相应NVME IO命令结点，如果该队列中还有其他命令结点，把该队列中的首个命令结点发往后端，否则释放该队列。
[0025]控制模块与命令比较器相连，根据比较的结果，反馈给系统总线，做相应动作。
[0026]基于本装置接收HOST命令的流程为：S01）、数据读取模块从数据总线读取队列状态寄存器，如果所有的NVME IO命令队列都为空，则进入S02）；如果NVME IO队列有非空的，则进入S03）；S02）、输出不重叠结果给控制模块，控制模块把该新的NVME IO命令插入到一个空的队列中，修改队列状态寄存器，把该命令发给后端执行S03）、从数据总线上读取NVME IO非空队列的队首命令和新的NVME IO命令，并传递给NVME IO命令比较模块S04）、命令比较器比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址，如果比较结果为重叠，则把该新的NVME IO命令插入到该队列的队尾，结束；S05）、如果比较结果为不重叠，则进入S03），读取下一个非空队列；S06）、直到NVME IO队列非空的队首都比较完成，如果比较结果最终为不重叠。并且还有空的队列，则进入S02），否则停止接收HOST命令，直到后端返回完成消息，释放命令，出队列，如果队列为空，开启接收HOST命令。
[0027]基于本装置接收后端完成命令后的流程为：S07）、接收到后端完成命令，则到相应的命令队列中，使该命令结点出队；S08）、如果出队后，该队列为空，修改相应的队列状态寄存器，如果S06）中有比较结果为不重叠，但没有空队列，而没有发到后端的命令，则启动该命令，进入S02）。
[0028]本装置根据固件需求，对前端收到的HOST IO命令进行处理，对符合条件的IO命令发到后端，不符合条件的IO命令暂存下来，待后端处理完成回来再判断暂存的命令是否发送后端。
[0029]本装置实现：
第一，判断，当前的NVME IO命令与还没有完成的NVME IO命令是否有重叠的地址，如果没有，就把该NVME IO命令单独建立一个队列，并发往后端；否则进入第二步；第二，保存当前NVME IO命令到有重叠冲突的队列中；第三，后端完成后，移除相应队列中的NVME IO命令结点，如果该队列中还有其他结点，则把该队列中的队首结点发往后端；否则释放该队列；该装置能从硬件中判断是否发往后端，简化固件判断逻辑，减轻固件运行的负担，提高了固态硬盘整盘性能。
[0030]以上描述的仅是本专利技术的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本专利技术做出的改进和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，其特征在于：包括命令队列模块、数据读取模块、命令比较器和控制模块；命令队列模块用于存储固件接收到的HOST发来但未完成的NVME IO命令；数据读取模块通过数据总线与命令队列模块和新的NVME IO命令相连，用于根据来自控制模块的命令从数据总线读取相应地址的数据，包括新的NVME IO命令和命令队列模块中的NVME IO命令；命令比较器与数据读取模块相连，是将从数据读取模块得到的新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令进行比较，并把结果输出给控制模块；控制模块与命令比较器相连，根据比较的结果，反馈给系统总线，做相应动作。2.根据权利要求1所述的应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，其特征在于：命令比较器比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址，如果没有，就把新的NVME IO命令单独建立一个队列，并发往后端，否则保存新的NVME IO命令到有重叠冲突的队列中；后端执行完命令后，移除该命令所在队列中的相应NVME IO命令结点，如果该队列中还有其他命令结点，把该队列中的首个命令结点发往后端，否则释放该队列。3.根据权利要求1所述的应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，其特征在于：命令队列模块包括个命令队列，n为正整数，每个命令队列存有一个以上的NVME IO命令，每个命令队列的队列头设有信息节点，信息节点存储该命令队列的深度、比较到了哪个NVME IO命令、该队列对比是否结束。4.根据权利要求2或3所述的应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，其特征在于：新的NVME IO命令和命令队列模块中的NVME IO命令均包括命令ID、命令类型、命令开始LBA和命令长度，命令比较器通过命令开始LBA和命令长度比较新的NVME IO命令与命令队列模块中的NVME IO命令是否有重叠的地址。5.根据权利要求3所述的应用于固态硬盘中的IO原子性处理的加速装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大朋，高美洲，郭泰，刘闵斋，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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