[发明专利]改进的电池状况学习周期的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池(例如在数据存储系统或设备的备用电 池单元(BBU)中使用的电池)的学习周期。更具体地，本发明涉及 用于按照改进电池容量读数的精度而同时管理数据高速缓存策略以 避免系统性能退化的方式来改进电池学习周期的方法和设备。

背景技术

许多数据存储系统和设备包括备用电池单元(BBU)， 该备用电池单元在存储设备的主电源失去电力的情况下提供备用电 力和数据完整性。通常，备用电池单元包括由相应的电源来充电的一 个或多个可再充电的电池。用于这样的备用电池单元的电池通常是各 种类型中的一种可再充电的电池，例如镍镉、镍金属氢化物或者锂离 子电池。

电池学习周期(learn cycle)是定期(例如，大约每3个 月)执行的电池校准操作，以便确定电池(例如被包括来作为数据存 储系统或设备的备用电池单元的一部分的可再充电锂离子电池)的状 况。电池学习周期通常由容置该电池的设备中的控制器来执行。可能 花费从几小时到高达十小时的电池学习周期包括对电池放电并且随 后满充电的过程。电池学习周期也更新集成电路内部所跟踪的电池参 数(例如，容量、电压、电流、温度和阻抗)以使得高速缓存控制器 可以确定在发生电力丢失的情况下电池是否可以维持控制器高速缓 冲存储器(即，由高速缓存控制器向设备的高速缓冲存储器写入的数 据)达所规定的一段时间。例如，一些电池被要求在失去交流电源情 况下维持控制器高速缓冲存储器达72小时。

在许多电子数据存储设备内，在数据读和写操作期间， 高速缓存控制器将数据块写入到高速缓冲存储器，这比写入到物理盘 要快得多。高速缓存控制器向主机系统发送数据传送完成的确认。如 果控制器采用回写式高速缓存策略，则在控制器高速缓冲存储器已经 接收了事务(transaction)中的所有数据时控制器将数据传送完成信 号发送到主机。不将高速缓存的数据写到存储设备中。然后在系统活 动性较低时或者在写入缓冲器接近其容量时，控制器将高速缓存的数 据写入到存储设备。采用回写式高速缓存的风险在于如果在将高速缓 存数据写到存储设备之前存在电力故障的话则高速缓存的数据可能 丢失。正在进行电池学习周期时，电池可能不能在电力丢失期间维持 控制器高速缓冲存储器。

在备用电池单元的电池学习周期期间，如果控制器正在 采用回写式高速缓存策略，则控制器通常会转变为直写式高速缓存策 略直到学习周期结束。在直写式高速缓存中，在磁盘子系统已经接收 了事务中的所有数据时控制器将数据传送完成信号发送到主机系统。 直写式高速缓存策略将数据直接写入到磁盘，并且减少了在存在设备 的电力丢失的情况下数据可能在高速缓冲存储器中丢失的风险。然 而，与回写式高速缓存相比，直写式高速缓存降低了总体系统性能。

对在备用电池单元的电池学习周期期间从回写式高速缓 存转换到直写式高速缓存的缺点加以改进的传统的努力包括：增加 BBU电池组的大小和容量以支持还仍然允许将BBU电池完全放电(例 如，为了对电池充电容量进行库仑计数，放电深度(DOD)为80％) 的负载。然而，这样的增加大小的方法不必要地增大了备用电池单元 的体积和成本以及执行80％DOD电池放电所需要的时间。因此，仍 然需要避免或者防止在BBU电池的电池学习周期期间高速缓冲存储 器策略从回写式高速缓存策略转换到直写式高速缓存策略，而同时仍 然维持足够的备用电池保护来保存高速缓冲存储器数据并且不降低 整个系统的性能。

发明内容