[发明专利]一种基于NVMe接口的存储系统

权利要求书

1.一种基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，包括：数据采集模块、主机交换模块和NVMe主控模块；

所述数据采集模块与所述主机交换模块连接，用于采集待存储数据后，向所述主机交换模块发送数据存储命令；

所述主机交换模块与所述NVMe主控模块连接，用于接收所述存储命令后，根据存储命令中的数据类型向所述NVMe主控模块发送写入命令；

所述NVMe主控模块中挂载NVMe ssd磁盘阵列，所述NVMe主控模块分别与所述数据采集模块和所述主机交换模块连接，用于接收所述写入命令后，根据写入命令确定数据写入地址，再向所述主机交换模块回传应答信号；

所述主机交换模块接收到所述应答信号后，向所述数据采集模块发送写入指令，完成对所述NVMe主控模块的任务调度；所述数据采集模块接收到所述写入指令后，将缓存的待存储数据发送至所述NVMe主控模块中，所述NVMe主控模块根据所述写入地址，将待存储数据存放至所述NVMe ssd磁盘阵列存储区域中的固定逻辑扇区；

其中，所述数据采集模块、所述主机交换模块和所述NVMe主控模块之间通过万兆网组网完成数据交互。

2.根据权利要求1所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，所述NVMe主控模块中包括10G Ethernet PCS/PMA模块、ARM核、DMA模块、DDR3模块、NVMe_host模块；

所述10G Ethernet PCS/PMA模块用于通过光电转换模块，与所述数据采集模块和所述主机交换模块进行数据交互；

所述ARM核用于解析所述主机交换模块发送的写入命令，所述DMA模块用于将所述数据采集模块发送的待存储数据搬至NVMe对应的数据缓存区，所述ARM核还用于通知所述DMA模块数据搬运时间以及搬运位置；所述DDR模块用来做数据缓存，所述NVMe_host模块用于将DDR模块中的数据搬运至NVMe ssd磁盘阵列存储区域中的固定逻辑扇区。

3.根据权利要求2所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，所述NVMe主控模块接收到所述写入命令后，首先识别是否往当前模块写入数据，确认当前模块写入命令后，所述NVMe主控模块在内存中构建提交队列和对应的完成队列，并将命令写入所述提交队列的尾部；NVMe主控模块的主控制端更新提交队列尾指针和DB寄存器，通知所述NVMe ssd磁盘阵列提取新命令；所述NVMe ssd磁盘阵列查询DB寄存器的更新值，到NVMe主控模块的提交队列头部提取命令，并实时更新设备内部提交队列头部指针；NVMe ssd磁盘阵列解析命令并执行，进行相应的读写操作；NVMe ssd磁盘阵列完成一条指令后，将执行结果封装为完成包并写入NVMe主控模块的完成队列中；NVMe ssd磁盘阵列向NVMe主控模块发送中断信息，通知NVMe主控模块命令执行完毕；所述NVMe主控模块收到中断信息后，解析完成队列中的命令完成包并进行处理，处理完毕后，释放完成队列位置，并更新完成队列头指针DB寄存器。

4.根据权利要求1所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，所述主机交换模块向所述NVMe主控模块发送的所述写入命令中包括：该数据的数据类型、待写入的虚拟空间，以及映射到的逻辑扇区。

5.根据权利要求1所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，所述数据采集模块将缓存的待存储数据发送至所述NVMe主控模块之前，将所述待存储数据的数据类型、数据发送对应的虚拟空间、对应虚拟空间的逻辑扇区发送至所述主机交换模块。

6.根据权利要求1所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，包括4个所述NVMe主控模块，每个所述NVMe主控模块挂载8个NVMe ssd磁盘，每个NVMe ssd磁盘设有16百TB的存储容量。

7.根据权利要求1所述的基于NVMe接口的存储系统，其特征在于，所述主机交换模块采用switch交换机模块，该switch交换机模块基于SOC设计，基于标准的ExFat文件系统完成数据的分发、打包和转存。