[发明专利]一种软件定义的固态盘融合存储方法

权利要求书

1.一种软件定义的固态盘融合存储方法，其中，在基于NAND FLASH的固态盘中融合相变存储器（PCM），所述方法包括以下步骤：

（1）开机时从固态盘PCM固定区域读取PCM地址映射表和FLASH地址映射表到主机内存中，同时在主机内存中开辟一段固态盘的缓存区，当主机有访问固态盘的请求Q(lsn,size,op,data)时，首先获取Q.lsn和Q.size，根据Q.lsn以及Q.size判断请求Q访问的数据是否在缓存区中，其中，lsn是逻辑地址，size是请求大小，op是读写标志，data是数据在主机内存中的地址，即主机端的数据目的地址或源地址，

如果命中，对于读请求，把数据从缓存区中拷贝到data地址，对于写请求，把data地址数据拷贝到缓存区中，转入步骤（8）；如果没命中，对于读请求，转入步骤（2），对于写请求，如果缓存区没有满，直接把data地址处的数据拷贝到缓存区中，转入步骤（8），否则进行缓存区替换更新操作，转入步骤（3）；

（2）获取读请求的Q.lsn和Q.size，查找PCM与FLASH地址映射表进行地址转换，转入步骤（6），其中，对于访问PCM的读请求，产生以PCM最优写粒度大小（如512B）为单位的读操作请求序列；对于访问FLASH的读请求，产生以FLASH物理页大小的读操作请求序列；

（3）设从缓存区中替换出来的请求为q，判断q.size的大小，如果q.size<NAND PAGE SIZE，转入步骤（4），否则转入步骤（5）；

（4）根据请求q.lsn的访问次数和访问时间，判断q.lsn访问数据的冷热性：如果是热数据，给q.lsn分配PCM磨损次数较少的物理地址；否则给q.lsn分配PCM磨损次数较多的物理地址；产生以PCM最优写粒度大小（如512B）为单位的写请求序列，并转入步骤（6）；

（5）根据请求q.lsn的访问次数和访问时间，判断q.lsn访问数据的冷热性：如果是热数据，给q.lsn分配FLASH磨损次数较少的物理地址；否则给q.lsn分配FLASH磨损次数较多的物理地址；产生以FLASH页大小单位的写请求序列，并转入步骤（6）；

（6）获取（2）、（4）、（5）中产生的请求序列，根据请求中的物理地址将所述请求序列分别添加到固态盘对应通道上的循环请求队列尾，当定时器到来时，把当前通道上的请求发送给固态盘处理；

（7）检测是否有完成中断，如果检测到中断，表示请求已经处理完成，转入步骤（8）；

（8）返回完成给请求Q。

2.根据权利要求1所述的方法，步骤（4）中，如果PCM没有足够的物理空间，则把PCM中的数据复制到NAND FLASH中，并且修改对应的地址映射条目。

3.根据权利要求1至2所述的方法，在步骤（8）之后还包括：关机时把缓存区中的数据以及内存中PCM地址映射表和FLASH地址映射表中修改了的地址映射条目写回到固态盘的相应区域中。

4.一种主机融合存储层（HFSL）系统，用于对文件系统访问固态盘的请求进行管理，所述固态盘基于NAND FLASH并融合了相变存储器（PCM），所述系统包括：

地址映射管理模块，在主机内存中维持PCM地址映射表和NAND FLASH地址映射表，采用分配粒度可变的地址映射方法把PCM与NAND FLASH的地址分配给所述请求中的写请求；

IO调度管理模块，用于把所述请求分发到固态盘的各个物理通道，所述物理通道包括PCM和NAND FLASH的多个通道，其中，为固态盘的每个物理通道维持一个循环请求队列；

缓存区管理模块，对主机内存中开辟的固态盘的缓存区进行管理，当文件系统访问固态盘的请求到来时，判断该请求的数据是否命中，如果命中就把缓存区中的数据返回给文件系统；否则，就把请求交给地址映射管理模块处理，地址映射管理模块对请求进行地址转换获取实际的物理地址，然后IO调度管理模块把请求挂到对应通道的循环请求队列尾部。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述地址映射管理模块在开机时从固态盘PCM固定区域读取PCM地址映射表和NAND FLASH地址映射表到主机内存中，关机时把内存中地址映射表中修改了的地址映射条目写回到固态盘PCM的相应区域中。