用于固态硬盘的地址映射方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于固态硬盘的地址映射方法及控制系统，用于固态硬盘的地址映射方法包括：获取主机操作命令中的逻辑地址；根据所述逻辑地址，查询一级映射表以获得二级映射表的存储位置；以及根据所述二级映射表的存储位置，访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址，其中，所述二级映射表的存储位置包括主机内存缓冲区HMB，根据所述主机操作命令的模式动态切换所述主机内存缓冲区HMB的访问模式。通过判断二级映射表的存储位置，当二级映射表的存储位置在主机内存缓冲区HMB时，根据主机操作命令的模式动态切换所述主机内存缓冲区HMB的访问模式，以提高存储器的适应性以及访问效率。的适应性以及访问效率。的适应性以及访问效率。

【技术实现步骤摘要】
用于固态硬盘的地址映射方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及SSD映射表管理
，特别涉及一种用于固态硬盘的地址映射方法及控制系统。

技术介绍

[0002]主机内存缓冲区(Host Memory Buffer，HMB)功能允许SSD(Solid State Drive，固态硬盘)主控芯片像使用SSD上的DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)一样使用主机DRAM。即主机在其主存当中划分出一片内存(该内存在物理地址上可以不连续)给SSD使用。
[0003]目前主流的SSD一般有两种设计，一种是带DRAM的，DRAM可用于缓存数据和映射表；另一种是不带DRAM的(即DRAM
‑
Less方案)，其映射表采用二级映射，一级映射和少量二级映射存储于SRAM(Static Random
‑
Access Memory，静态随机存取存储器)当中，二级映射数据存储于NAND闪存当中。对于DRAM
‑
Less方案而言，当用户读取的逻辑页对应的二级映射不存在于SRAM时，查询二级映射表的流程从原先的“从一级映射表中获取二级映射表在NAND当中的存储地址，再从NAND当中获取二级映射表”变为“从一级映射表中获取二级映射表在HMB当中的存储地址，再从HMB当中获取二级映射表”。由于访问HMB的性能高于访问NAND的性能，从HMB当中获取二级映射表将减小查询L2P产生的时间开销，从而在一定程度上提升读性能。
[0004]但是在现有技术中，不论顺序或随机读(一条操作命令对应的逻辑页地址是否连续)，都读取逻辑页集合。例如只有一个逻辑页地址在逻辑页集合中，仍然读取整个逻辑页集合，时间开销大，数据传输利用率低。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于固态硬盘的地址映射方法及控制系统，从而解决上述提到的技术问题，提高数据传输利用率。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种用于固态硬盘的地址映射方法，包括：获取主机操作命令中的逻辑地址；根据所述逻辑地址，查询一级映射表以获得二级映射表的存储位置；以及根据所述二级映射表的存储位置，访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址，其中，所述二级映射表的存储位置包括主机内存缓冲区HMB，根据所述主机操作命令的模式动态切换所述主机内存缓冲区HMB的访问模式。
[0007]优选地，所述主机操作命令的模式包括随机模式和顺序模式，所述主机内存缓冲区HMB的访问模式包括与所述随机模式相对应的第一访问模式，以及与所述顺序模式相对应的第二访问模式。
[0008]优选地，在所述第一访问模式中，直接从所述主机内存缓冲区HMB中获取到单个逻辑页对应的物理页地址。
[0009]优选地，其中，在所述第二访问模式中，从所述主机内存缓冲区HMB中获取当前逻
辑页所在的逻辑页集合对应的二级映射表。
[0010]优选地，所述二级映射表的存储位置还包括本地缓存SRAM和存储器闪存，所述访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址还包括：当所述二级映射表存储在本地缓存SRAM中时，直接读取所述本地缓存SRAM中的二级映射表以获得所述物理页地址；当所述二级映射表存储在存储器闪存中时，将所述存储器闪存中的二级映射表缓存在本地缓存SRAM中，将缓存到SRAM的二级映射表更新至主机内存缓冲区HMB中，以及读取所述二级映射表以获得所述物理页地址。
[0011]优选地，在直接从主机内存缓冲区HMB当中获取到单个逻辑页对应的物理页地址后，还包括调用相应的回调函数，将获取到的物理页地址更新至所述主机操作命令中。
[0012]优选地，从所述主机内存缓冲区HMB中获取逻辑页集合对应的二级映射表后，还包括，将所述逻辑页集合对应的二级映射表缓存在本地缓存SRAM中，调用相应的回调函数，由所述回调函数通知所述固态硬盘中的处理器，告知所述主机操作命令所述二级映射表已读取到本地缓存SRAM当中。
[0013]优选地，在主机同时发出多条操作命令时异步访问主机内存缓冲区HMB，其中，根据所述多条操作命令对应的回调函数执行相应的操作。
[0014]优选地，根据所述主机操作命令的模式动态切换所述主机内存缓冲区HMB的访问模式的步骤包括：
[0015]记录第一时间段内，处理器中的映射表管理模块处理“查询逻辑页对应物理页”请求的数量，判断映射表管理模块处理请求中的第一指标是否超过第一阈值，
[0016]若所述第一指标未超过第一阈值，主机内存缓冲区HMB访问模式保持为第二访问模式；
[0017]若所述第一指标超过第一阈值，开启主机内存缓冲区HMB访问的模式切换，并继续判断所述处理器接受操作命令请求的第二指标是否超过第二阈值，
[0018]若所述第二指标未超过第二阈值，主机内存缓冲区HMB访问模式继续保持为第二访问模式；
[0019]若所述第二指标超过第二阈值，主机内存缓冲区HMB访问模式切换为第一访问模式。
[0020]优选地，所述第一指标包括所述映射表管理模块处理的请求数量和/或处理请求所需数据性能。
[0021]优选地，所述第二指标包括所述处理器接收的操作命令中涉及的逻辑页集合的数量占操作命令数量的百分比。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供一种固态硬盘的控制系统，用于执行上述任一项所述的地址映射方法，所述控制系统包括：
[0023]主机接口，连接至主机以接收操作命令，所述操作命令包括用户数据的逻辑地址；
[0024]控制器，连接至存储器，基于用户数据的物理地址进行数据操作；
[0025]处理器，与所述主机接口、所述控制器相连接，
[0026]其中，在主机访问所述固态硬盘时，所述处理器获得用户数据的逻辑地址，根据所述逻辑地址，查询一级映射表以获得二级映射表的存储位置；以及根据所述二级映射表的存储位置，访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址。
[0027]本专利技术提供的地址映射方法，通过判断二级映射表的存储位置，并根据该存储位置提供不同的方法，以提高存储器的适应性，进一步的，当二级映射表存储于HMB中时判断HMB的访问模式。
[0028]当存储器SSD收到的每一条读命令所对应的逻辑页地址绝大部分连续时，则当前主机读操作命令的模式为顺序模式，采用第二访问模式从HMB当中获取逻辑页集合对应的二级映射表，并缓存至SRAM当中。在下一条操作命令查表时，便可直接从缓存在SRAM的二级表当中获取到对应的物理页地址。
[0029]当存储器SSD收到的每一条读命令所对应的逻辑页地址大部分不连续时，则当前主机读操作命令的模式为随机模式，采用第一访问模式直接从HMB当中获取到单个物理页地址，并直接返回给相应的操作命令。可以提高数据传输利用率。结合发送命令产生的时间开销，从HMB获取“单个逻辑页地址对应的物理页地址”的时间开销是从HMB获取“逻辑页集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于固态硬盘的地址映射方法，包括：获取主机操作命令中的逻辑地址；根据所述逻辑地址，查询一级映射表以获得二级映射表的存储位置；以及根据所述二级映射表的存储位置，访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址，其中，所述二级映射表的存储位置包括主机内存缓冲区HMB，根据所述主机操作命令的模式动态切换所述主机内存缓冲区HMB的访问模式。2.根据权利要求1所述的地址映射方法，其中，所述主机操作命令的模式包括随机模式和顺序模式，所述主机内存缓冲区HMB的访问模式包括与所述随机模式相对应的第一访问模式，以及与所述顺序模式相对应的第二访问模式。3.根据权利要求2所述的地址映射方法，其中，在所述第一访问模式中，直接从所述主机内存缓冲区HMB中获取到单个逻辑页对应的物理页地址。4.根据权利要求2所述的地址映射方法，其中，在所述第二访问模式中，从所述主机内存缓冲区HMB中获取当前逻辑页所在的逻辑页集合对应的二级映射表。5.根据权利要求1所述的地址映射方法，其中，所述二级映射表的存储位置还包括本地缓存SRAM和存储器闪存，所述访问所述二级映射表以获得所述逻辑地址对应的物理页地址还包括：当所述二级映射表存储在本地缓存SRAM中时，直接读取所述本地缓存SRAM中的二级映射表以获得所述物理页地址；当所述二级映射表存储在存储器闪存中时，将所述存储器闪存中的二级映射表缓存在本地缓存SRAM中，将缓存到本地缓存SRAM的二级映射表更新至主机内存缓冲区HMB中，以及读取所述二级映射表以获得所述物理页地址。6.根据权利要求3所述的地址映射方法，其中，在直接从主机内存缓冲区HMB当中获取到单个逻辑页对应的物理页地址后，还包括调用相应的回调函数，将获取到的物理页地址更新至所述主机操作命令中。7.根据权利要求4所述的地址映射方法，其中，从所述主机内存缓冲区HMB中获取逻辑页集合对应的二级映射表后，还包括，将所述逻辑页集合对应的二级映射表缓存在本地缓存SRAM中，调用相应的回调...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅凯，陈正亮，王琛銮，骆小敏，褚世凯，
申请(专利权)人：联芸科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：