[发明专利]小卫星固态存储器分时复用管理读写文件方法

权利要求书

1.小卫星固态存储器分时复用管理读写文件方法，其特征在于步骤如下：

(1)固态存储器的存储阵列整合为一个整体统一编排存储地址，开辟输入数据缓存和输出数据缓存，通过带有DMA控制器的数据总线将存储阵列与输入数据缓存和输出数据缓存连接；其中，将固态存储器的存储阵列的地址通过地址管理软件进行按序编排时，使固态存储器的存储阵列成为一个整体，固态存储器输入数据缓存和输出数据缓存作为两个独立缓存根据输入输出速率需求选取不同缓存器件，不同缓存器件包括高速DDR、MRAM或FPGA，两个独立缓存与存储阵列之间有带有DMA控制器的数据总线，DMA控制器控制输入数据缓存和输出数据缓存通过数据总线完成操作占用时间；

(2)当固态存储器记录数据时，输入数据缓存内数据通过数据总线记入存储空间完成写操作，当固态存储器读取数据时，输出数据缓存通过数据总线读取存储空间内数据完成读操作；其中，固态存储器进行数据记录时，外部输入数据进入输入数据缓存，输入数据缓存通过数据总线将输入数据传输给存储阵列，存储阵列管理软件控制写入输入数据并生成文件，这个过程称为写操作；固态存储器进行数据回放时，存储阵列管理软件读取存储阵列内文件数据，通过数据总线传输给输出数据缓存，之后经输出接口输出，这个过程称为读操作；

(3)读写操作共用一条数据总线，DMA控制器控制读写操作占用数据总线的时间，对应划分为读时间和写时间，使读写操作独立进行，实现对数据总线的分时复用；当固态存储器同时读写时，DMA控制器将数据总线占用时间划分为细小时间片，并依次分配给读写操作，实现固态存储器同时读写功能；其中，读写操作共用一条数据总线时，DMA控制器控制读写操作占用数据总线时间来控制读写操作，实现对数据总线的分时复用，读写操作独立进行，当固态存储器进行数据记录时，即固态存储器内部进行写操作，DMA控制器将占用数据总线时间分配给写操作，该用数据总线时间称为写时间；当固态存储器进行数据回放时，即固态存储器内部进行读操作，DMA控制器将占用数据总线时间分配给读操作，该用数据总线时间称为读时间；当固态存储器边记边放时，即固态存储器内部同时读写操作时，DMA控制器将占用数据总线时间划分为细小的时间片，即记录时间片和回放时间片为200-300微秒，记录时间片小于记录缓存时间，回放时间片小于回放缓存时间，且满足记录时间片快，回放时间片慢，依次分配给读写操作，在时间上看来固态存储器在同时读写，由于读写操作分时独立操作，实现固态存储器写入当前文件数据同时读取当前写入或历史写入文件数据；

其中：

固态存储器存储空间统一整合并采用DMA控制器控制固态存储器读写操作分时复用共用数据总线的调度策略，实现固态存储器记录与回放独立运行；不再依赖于三个BANK子阵列的串行工作，记录数据和回放数据独立数据总线由一根带有DMA控制器的数据总线替代，即整个存储阵列在物理上对外仅有一条唯一的数据总线对应输入数据缓存和输出数据缓存，无论在记录还是回放时都是通过DMA控制器分时复用调度读写操作占用数据总线时间；

当固态存储器进行数据记录时，即固态存储器内部进行写操作，DMA控制器将占用数据总线时间分配给写操作，该时间称为写时间；当固态存储器进行数据回放时，即固态存储器内部进行读操作，DMA控制器将占用数据总线时间分配给读操作，该时间称为读时间；当固态存储器工作在边记边放模式时，DMA控制器需将数据总线工作时间轴分为写和读两种时间片进行轮询，在写时间片时对应写操作占用数据总线，读时间片时对应读操作占用数据总线；

固态存储器在边记边放模式时，DMA控制器将读写操作占用数据总线时间依次均与划分为写和读时间片：在“写时间片1”执行写操作，输入的记录数据占用数据总线，将数据写入存储阵列进行存储；在t0时刻，停止写操作，记录数据释放数据总线，数据总线切换至回放数据，执行读操作，在“回放时间片1”，存储阵列中存储的数据被取出并写入输出数据缓存，同时，记录数据写入输入数据缓存中等待存储；在t1时刻，停止读操作，回放数据释放数据总线，数据总线切换至记录数据，执行写操作，在“记录时间片2”，输入数据缓存中的数据被取出并写入存储阵列进行存储，同时输出数据缓存中的数据被送至输出接口板中并按分系统要求速率进行回放；依此类推，整个边记边放过程中，在微观上由DMA控制器控制读写操作对数据总线分时复用，而在宏观时间上固态存储器表现为同时读写；

固态存储器采用数据总线分时复用策略后，使得固态存储器内部读、写操作独立进行，“边记边放”模式可以在记录当前文件同时支持回放任意文件，且跨文件可以无缝衔接。