[发明专利]SSD主控Buffer、SSD主控及SSD非对齐写数据传输控制方法

说明书

本发明公开了一种SSD主控Buffer、SSD主控及SSD非对齐写数据传输控制方法，整个读填充过程中，CPU只参与了一个步骤，其他过程都由逻辑根据数据传输控制规则自动完成buffer的申请、数据同步、buffer的释放，极大节省了CPU时间资源的消耗，提高CPU处理其他事务的能力；另外，在本发明方法中，Read DMA一旦完成写part2、part3数据，此时part2、part3所在的RD flag已置位，即使part1数据并没有准备好，但Read DMA依然立即执行读取part1+part2+part3操作，如此极大减小Read DMA等待时间，有效提升DMA间传输效率。

技术领域的

本发明涉及SSD数据读写领域，特别是一种SSD主控Buffer、SSD主控及SSD非对齐写数据传输控制方法。

背景技术

在主流SSD主控中，前端必须按sector(512字节)长度数据对齐的方式读写数据，而SSD为方便管理常采用unit(unit大小为4KByte或8KByte)对齐方式下刷数据和查改表项。非对齐写指读写数据的范围不是按照unit对齐的写行为，如图1所示。在图1场景下，需要通过读操作将非对齐部分(黄色区域)补齐，该补齐操作称为读填充，补齐后再下刷数据到flash并改表。

结合图1、图2现有方法对SSD非对齐写可分解为以下几个步骤：

1.CPU从Buffer中为Write DMA分配写缓存，该缓存记为bufferA，bufferA大小等于Part2+part1+part3数据大小；

2.CPU启动Write DMA写数据part1到bufferA内指定位置；

3.CPU启动Read DMA写数据part2/part3到bufferA内指定位置；

4.Part1或part2或part3数据传输完成时，Wirte DMA或Read DMA上报CPU写完成；

中断,当part1+part2+part3都传输完毕时，进入下一步，否则等待；

5.CPU启动Read DMA读取part2+part1+par3；

6.Read DMA读完成后，上报CPU读完成中断；

7.CPU释放bufferA空间。

从现有方法可知，几乎每个关键步骤都需要CPU参与，占用CPU时间资源严重，且操作较为繁琐。从步骤4进入第5步的条件是part2、part1、part3数据都传输完毕，等待时间过长，传输效率低下。也正是因为存在上述缺点，导致SSD在执行非对齐写相较对齐写的带宽下降非常厉害。

综上，可知现有技术存在以下缺点：

(1)占用CPU时间资源较多，现有技术方法步骤很多，且基本都需要CPU介入到传输处理中，显然CPU时间资源消耗严重，必然导致一次DMA间数据传输延迟的增加，同时导致CPU处理其他任务的能力变弱，拖累整个SSD系统的性能表现。

(2)DMA间无效等待时间过长，传输效率低下。结合现有技术方法的描述可知，只有在Part1、part2、part3都完成数据传输后，才可启动Read DMA的数据传输，即Read DMA有相当长一段时间在等待数据传输完成，这些无效的等待也是传输延迟较长的一个重要原因。

本发明涉及的名词解释或者缩写如下：

SSD：Solid State Drive，固态硬盘，一种利用Flash介质存储用户数据的存储设备。

DMA：Direct Memory Access；直接存储访问模块

Buffer：缓存；