[发明专利]一种SSD主控内部负载均衡系统及方法

权利要求书

1.一种SSD主控内部负载均衡系统，其特征在于，包括：

主机接口：用于负责接收来自主机的命令和数据，同时向主机返回响应和向主机传送数据；

NFC：负责完成SSD主控和NAND Flash之间的命令交互和数据传输；

IO命令均衡引擎：负责分发来自主机接口的IO命令请求到CPU处理，同时转发来自CPU的响应到主机接口；所述IO命令均衡引擎包括CMD Slot：用于存放CMD上下文信息，CMD上下文信息用于将命令请求和响应进行匹配；CMD上下文信息即IO命令上下文；

多个CPU：用于负责对IO命令均衡引擎分发过来的IO命令的调度处理，并控制数据传输。

2.根据权利要求1所述的SSD主控内部负载均衡系统，其特征在于，所述IO命令均衡引擎还包括：

处理引擎：用于管理CPU资源和CMD Slot资源，并为IO命令选择合适的CPU；

IO Router：用于根据处理引擎为IO命令选择目的CPU，将IO命令通过多路复用器/多路分配器分发到对应的CPU；

多路复用器/多路分配器：用于将IO命令分发到不同的CPU，并将各个CPU处理的IO响应复用给处理引擎做进一步处理。

3.根据权利要求2所述的SSD主控内部负载均衡系统，其特征在于，IO命令均衡引擎分发IO命令的过程包括：

1）收到IO命令后，判断是否还存在CMD Slot资源，若存在，则进入步骤2）；否则，处理结束，即挂起当前IO命令；

2）遍历下一个CMD Slot记录的正在处理的IO命令；

3）若待处理的IO命令与CMD Slot记录的正在处理的IO命令存在访问LBA地址冲突，则选择后者对应的CPU来处理该当前待处理的IO命令，同时分配新的CMD Slot资源来存放当前IO命令上下文，进入步骤4）；否则，分配新的CMD Slot资源给当前待处理的IO命令，并选择当前处理IO命令数最少的CPU处理该当前待处理的IO命令，进入步骤4）；

4）将当前待处理的IO命令通过IO Router转发给选出的CPU处理；

5）在CMD Slot记录当前IO命令的上下文信息，并将所述选出的CPU处理的IO命令个数加1；

6）结束。

4.根据权利要求2所述的SSD主控内部负载均衡系统，其特征在于，将各个CPU处理的响应复用给处理引擎做进一步处理的步骤包括：

1)多路复用器/多路分配器收到CPU发来的IO响应；

2)将对应的CPU的IO处理个数减1，并释放IO响应对应的CMD Slot资源；

3)处理引擎转发IO响应到主机接口，并判断是否有挂起的待处理IO命令在等待队列中；若有，则读取并处理等待队列里的IO命令，进入步骤4）；否则，进入步骤4）；

4)结束。

5.一种利用权利要求1～4之一所述的系统均衡SSD主控内部负载的方法，其特征在于，该方法主要实现过程为：通过IO命令均衡引擎在CPU间分发IO命令，每个CPU独立处理分发给自己的整个IO命令，各CPU间互不交互。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，保证CPU间互不交互的方法包括以下步骤：

1)若当前待处理的IO命令与CMD Slot记录的正在处理的IO命令存在访问LBA地址冲突，则分配新的CMD Slot资源给当前待处理的IO命令，则选择后者对应的CPU来处理该当前待处理的IO命令，同时分配新的CMD Slot资源来存放当前IO命令上下文，进入步骤2）；否则，分配新的CMD Slot资源给当前待处理的IO命令，并选择当前处理IO命令数最少的CPU处理该当前待处理的IO命令，进入步骤2）；

2)将当前待处理的IO命令转发给选出的CPU处理。