[发明专利]存储设备及其中断控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及固态存储设备（Solid Storage Device,SSD），更具体地，本发明涉及存储设备向主机发出的中断。

背景技术

同机械式硬盘相类似，固态存储设备（SSD）也是用于计算机系统的大容量、非易失性存储设备。固态存储设备一般以闪存（Flash）作为存储介质。在中国专利文献CN102043689A中公开了如图17所示的固态存储设备。如图17所示，为目前一般的固态存储设备的功能框图。其中主要包括主机系统1701和固态存储设备1702。其中，固态存储设备1702包括接口模块1703，固态存储处理器1704，以及以Flash颗粒1705为单位组成的Flash阵列1706。其中，接口模块1703主要用于实现与主机系统一致的接口协议，例如SATA（Serial Advanced Technology Atta chment，串行高级技术附件）、USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）、PCIE（Peripheral Component Interconnect Express，快速外围组件互连）、SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）、IDE（Integrated Drive Electro nics，集成驱动器电子）等。通过接口模块1703，固态存储设备呈现给主机系统的是一个拥有一定逻辑空间的标准存储设备。固态存储处理器1704是整个存储设备的控制核心，主要负责接口模块1703以及闪存阵列1706之间的控制信号及数据的传输、Flash管理、主机逻辑地址到Flash物理地址的转换或映射、损耗均衡（将逻辑地址映射到不同的物理地址从而防止单个Flash被过于集中地操作而提前失效）、坏块管理等。可由软件、硬件、固件或者其组合的多种方式实现固态存储处理器1704。1705为单个Flash颗粒，多个Flash颗粒1705组成Flash阵列1706。

为提高固态存储设备的读、写速度，可以在固态存储设备中设置诸如DRAM或SRAM的随机访问存储器或其他类型的适于高速读/写操作的存储器，作为向闪存写入数据或从闪存读写数据时的高速缓冲存储器。在存储设备访问过程中，作为一个例子，计算机向存储设备发出SCSI（小型计算机系统接口）命令，存储设备接收并处理SCSI命令，依据SCSI命令所指示的操作执行相应的存储介质读写过程。在这一过程中，SCSI命令并不直接操作高速缓冲存储器。即，高速缓冲存储器对计算机或者用户是“透明”的。也有一些存储设备提供了高速缓冲存储器的“清洗”机制，计算机或用户可使用预定的命令强制存储设备将高速缓冲存储器中的数据写入到非易失性存储介质（例如，磁盘或者闪存）中。

然而，对高速缓冲存储器的分配和管理将成为固态存储设备上的控制器的工作负担。而且当高速缓冲存储器被完全占用后，如果固态存储设备接收到来自主机系统的新的访问请求，则还需要执行对高速缓冲存储器的替换操作。这样既增加了控制器的复杂度，又会让主机经历在读/写性能上的颠簸。

在主机与设备之间还可以进行DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）传输。在中国专利文献CN101221544A中公开了执行DMA传输的方法和设备。DMA传输的一个典型过程是分散/收集（Scatter/Gather）操作。分散/收集操作中，待传输的多个数据块存储在系统（主机）存储器的不连续的多个地址位置。处理器不需要为要从某一源移动到某一目的地的每个数据块对DMA控制器进行编程的操作。而是，处理器在系统存储器中建立描述符表或描述符链接表。描述符表或描述符链接表中包括一组描述符。每个描述符都描述了数据块移动方向、源地址、目的地地址以及可选的传输的字节数。在一个描述符中不包括传输字节数的情况下，可通过DMA方式传输约定长度的数据。

中国专利文献CN101710252B中公开了避免存储设备意外断电时缓冲存储器中的数据丢失的方案。其中，在存储设备中提供备用电源，当发生意外断电时，由备用电源向存储设备提供临时的电能，用于将缓冲存储器（Cache）中的数据转存到闪存中。在美国专利文献US8031551B2公开了用电容作为存储设备的备用电源的方案，并在运行时检测电容的性能，在检测到电容容量过低时，对电容进行充电。

发明内容

因而，分担存储设备上的控制器的工作负担是有益的。通过将与存储设备的缓冲存储器有关的维护工作转移给主机，既减轻了存储设备的控制器的负载，也向主机提供了更灵活控制存储设备的能力。