一种用于固态存储设备的监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于固态存储设备的监控系统及方法，该系统包括主机系统和固态存储设备，其中所述固态存储设备包括接口模块、固态存储处理器以及由一个或多个闪存芯片组成的闪存或闪存阵列，其特征在于，该系统还包括：位于主机系统内的主机监控模块和位于固态存储设备内的自定义接口模块、监控模块和设备监控器模块。上述系统的监控方法为用户发起请求时，主机监控模块通过自定义接口模块向监控模块发送命令；监控模块根据命令类型执行相应操作，并向主机监控模块返回结果。本发明专利技术将固态存储设备的信息通过软硬件方式对用户进行交互，使得用户能够随时监控存储设备的运行状态，及时对设备进行错误诊断或者故障处理，更好的适应用户要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态存储设备技术，具体涉及一种通过软硬件结合的方式实现对固态 存储设备的监控系统及方法。
技术介绍
随着计算机业的不断发展，计算机及外围配件以及软件的功能逐渐完善。设计者 或者生产商总是不断的改进和更新自己的设计，以图更方便的满足用户的各种需求，从而 适应快速发展的计算机领域。然而，在存储领域，特别是固态存储领域，仍然存在着许多不 能很好满足用户需求各种需求的亟待改进的地方。例如，我们对自己硬盘的使用年限等健康状况一无所知，它是否马上就到了报废 的程度，往往要等到系统提示用户存放的文件出错时，我们才意识到，而这其实是非常不安 全和不友好的。在系统的运行过程中，对硬盘的读写有时会发生错误，这时系统使用多次重 试读写和纠错码来艰难的获得正确的数据，随着硬盘使用时间和密度的增加，出错的情况 越来越频繁(新硬盘一次读写就能成功，老硬盘则需要多次重试才能成功一次读写，所以 硬盘永久了会很慢)，这预示着硬盘变得越来越不稳定，但用户对此一无所知，直到错误多 到超出系统的修复能力时，用户才发觉，此时丢失的数据已经无法再找回来了。在传统设 计下，使用存储设备的用户在设备工作过程中不能够或者很难通过简单的方法，获得处于 工作状态下的存储设备的温度、使用寿命、存储介质状态、以及对设备已有操作的统计等信 息；同时，用户也几乎不可能通过个人操作的方式来实现对存储设备的管理，如设备的故障 处理，设备优化以及错误检测等。以上这些问题是由于存储设备生产商不能提供相关的硬件设计支持，以及与之相 匹配的设备软件的支持。虽然计算机系统中许多外设不允许用户进行直接操作以免导致系 统崩溃，但是提供必要的设备信息对用户来说是友好的，特别是对于固态存储这种特殊存 储介质来说，适当的监控和管理可以提供诸如设备优化以及预警等功能，可以大大提高用 户的使用感受。对于固态存储设备来说，闪存这种存储介质有着特殊的使用要求，例如，一般来说 SLC型的闪存只能读写10万次左右，而MLC型的闪存只有1万次甚至更低。当使用次数超 过这个限制后，读写操作以及数据保存时间都变得不能保证，因此收集并报告闪存类型及 使用状态是很有必要的。在相当多的特殊条件下，例如用户需要知道存储设备使用寿命来判断，是否需要 进行设备介质的更新；用户需要根据存储设备的温度来判断，设备是否处于正常的工作模 式下；或者当设备出错时，用户需要对设备进行错误诊断或者故障处理；当用户需要更改 设备的某些固件或者硬件配置，从而优化设备某些性能以便更好的适应用户要求。这些都 是目前存储设备特别是固态存储设备所不能达到的。
技术实现思路
本专利技术提供了，该系统及方法可以较好 地实现用户对存储设备状态的监测、逻辑参数的设定以及故障诊断等功能。具体来讲，本专利技术的目的在于1.通过软件的方法，方便用户通过主机端的操作界面对设备进行监控；2.在主机端向用户提供存储设备的使用寿命、工作状态以及设备性能等信息；3.在主机端向存储设备发出控制指令，进行用户指定的故障分析、出错处理以及 设备优化等操作；4.通过对存储介质芯片的监测，用户可以完成对过度损耗存储介质芯片的替换， 从而有效地延长设备的使用寿命。本专利技术提供了一种用于固态存储设备的监控系统，包括主机系统和固态存储设 备，其中所述固态存储设备包括接口模块、固态存储处理器以及由一个或多个闪存芯片组 成的闪存或闪存阵列，其特征在于，该系统还包括位于主机系统内的主机监控模块和位于 固态存储设备内的自定义接口模块、监控模块和设备监控器模块，其中，主机监控模块接收 或响应用户请求，并通过自定义接口模块与监控模块进行通讯，监控模块从设备监控器模 块读取固态存储设备的状态信息以及处理主机监控模块的控制命令，设备监控器模块通过 硬件检测来获取固态存储设备的状态信息。本专利技术所述系统的监控方法，包括以下步骤步骤1 用户有监控固态存储设备的请求时，主机监控模块通过自定义接口模块 向监控模块发送自定义的ATA命令；步骤2 监控模块接收到步骤1所述命令后，根据命令类型进行相应操作，并通过 自定义接口模块向主机监控模块返回结果。本专利技术通过在固态存储设备的软硬件中加入监控等模块，将固态存储设备的信息 通过软硬件方式对用户进行交互，使得用户能够随时监控存储设备的运行状态，及时对设 备进行错误诊断或者故障处理，更好的适应用户要求。附图说明图1为现有固态存储设备模块框图；图2为本专利技术所涉及固态存储设备的监控系统的结构示意图；图3为本专利技术所涉及监控系统中监控模块的结构示意具体实施例方式以下利用附图并结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述。显然，所描述的 实施例是本专利技术的一部分实例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都应属于本专利技术的保护的范围。如图1所示，为目前一般的固态存储设备的模块框图，其中主要包括主机系统 101，固态存储设备102，其中固态存储设备一般包括接口模块103、固态存储处理器104以 及由一个或多个闪存芯片组成的闪存或闪存阵列105组成。主机系统101和接口模块103 主要用于与主机和固态存储设备进行指令及数据的交互；固态存储设备处理器104是整个存储设备的控制核心，它包括主控单元，其负责接口模块103和闪存阵列105之间的控制信 号及数据的传输，以及控制整个固态存储设备有序的为主机系统提供存储服务；闪存阵列 105为整个设备的存储介质芯片组成，是整个设备信息存储的终端介质。如图2所示，为本专利技术所述固态存储设备监控系统的模块框图，其在现有固态 存储设备的基础上增加了两部分主机系统侧的软件部分以及存储设备中的硬件及固件 (Firmware，运行在设备上的软件程序)部分。其中主机系统侧的软件为运行在主机操作系 统之上的主机监控模块1 ；存储设备中的硬件及固件部分包括接口模块中的自定义接口 2，固态存储处理器中的监控模块3，以及设备监控器4，其中设备监控器4包含温度传感器 硬件模块、湿度传感器硬件模块等。主机监控模块1通过自定义的ATA接口命令，实现与固态存储设备内监控模块的 通讯，用来查询状态或发送监控指令。自定义接口 2实现了自定义ATA命令，用来完成本专利技术所需要的主机与固态存储 设备的信息传递。监控模块3，如图3所示，包括坏块管理模块301、温度监控模块302、闪存监控模块 303和用户设备管理模块304。坏块管理模块301负责收集固态存储设备中失效闪存的信息，如数量、位置等。温度监控模块302，负责收集设备监控器4的温度信息，并反馈给用户。闪存监控模块303，负责收集固态存储设备中闪存的使用状态，如擦除次数、数据 保存时间等。用户设备管理模块304，负责处理来自用户的管理、查询指令。设备监控器4，用来检测固态存储设备的温度、湿度、震动等信息的硬件，这些信息 由监控模块3收集并使用。其包括温度传感器硬件模块、湿度传感器硬件模块、坏块监控模 块等。各模块负责检测固态存储设备的温度、湿度、闪存等信息。本专利技术所述系统可以实现对固态存储设备的多方面监控，本文仅列举以下几个实 施例来进行说明对固态存储设备的监控方法。实施例1 固态存储设备温度监控的实现方法，包含以下步骤步骤1 设备监控器4中的温度传感器硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用于固态存储设备的监控系统，包括主机系统和固态存储设备，其中所述固态存储设备包括接口模块、固态存储处理器以及由一个或多个闪存芯片组成的闪存或闪存阵列，其特征在于，该系统还包括：位于主机系统内的主机监控模块和位于固态存储设备内的自定义接口模块、监控模块和设备监控器模块，其中，主机监控模块接收或响应用户请求，并通过自定义接口模块与监控模块进行通讯，监控模块从设备监控器模块读取固态存储设备的状态信息以及处理主机监控模块的控制命令，设备监控器模块通过硬件检测来获取固态存储设备的状态信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚轩，谢长生，吴非，陈祥，
申请(专利权)人：武汉固捷联讯科技有限公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83