[发明专利]一种NAND闪存控制器的虚拟数据缓存管理系统与方法

说明书

本发明涉及一种NAND闪存控制器的虚拟数据缓存管理系统与方法。该虚拟数据缓存管理方法通过缓存物理资源池化和缓存逻辑应用虚拟化，实现缓存资源的高利用率和系统的可扩展性。一方面，在数据缓存的物理资源上，本发明通过池化后的均一化管理，使得缓存应用端不依赖于缓存的物理实现方式。通过数据缓存逻辑应用和物理资源耦合性的消除，数据缓存管理系统可方便地进行物理资源的扩展。另一方面，在数据缓存的逻辑应用上，本发明对数据缓存进行虚拟化管理，从而达到不同数据缓存应用之间的物理资源共享，提高NAND闪存存储系统中数据缓存资源的利用率。

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别涉及NAND闪存控制器内数据缓存的管理系统和方法。

背景技术

随着互联网和电子设备的发展，数据信息量如潮水般迅猛增长，海量的数据访问对存储系统的访问速度提出了很高的要求。NAND闪存能提供高数据访问速度，在便携式电子设备存储卡，固态硬盘，企业存储，云存储等领域被广泛应用。

NAND闪存控制器包括但不限于，主机接口控制单元，NAND闪存介质控制单元，以及数据缓存控制单元。在NAND闪存控制系统里存在着不同物理存储介质的数据缓存，例如，控制器内部的静态随机存储器(SRAM)，控制器外部的动态随机存储器(DRAM)。这些物理数据缓存在闪存存储系统中有着多种应用，例如，写缓存，读缓存。数据缓存的应用能帮助NAND闪存控制器提升NAND闪存的访问速度，以及延长NAND闪存介质的使用寿命。

需求各异的缓存逻辑应用和形态不同的缓存物理介质，给NAND闪存控制器的数据缓存管理带来了极大的挑战。一方面，不同的NAND闪存控制器架构可能使用一种或者混合使用多种数据缓存介质。通常的缓存管理系统存在着缓存应用端和缓存物理介质之间的耦合性，缓存管理系统的扩展性差，不同架构之间的缓存管理系统难以兼容。新的缓存物理介质引入NAND闪存控制器架构，需要对缓存管理系统进行大幅度修改。另一方面，传统的数据缓存方法采用固定的物理缓存配置，虽然缓存管理方法简单，但是不利于各种缓存应用端之间对物理资源的共享，从而造成了数据缓存资源利用率低下，进而影响了NAND闪存存储系统的性能。β

发明内容

根据上述问题，本发明提供了一种NAND闪存控制器的虚拟数据缓存管理系统与方法，提高数据缓存资源的利用率和系统的可扩展性。

按照发明的虚拟数据缓存管理系统包括：

·缓存物理介质控制模块，用于将作为数据缓存的物理存储介质接入缓存管理系统。

·虚拟缓存接口模块，用于存储系统的缓存应用端配置虚拟缓存，以及申请或释放相应虚拟缓存的物理存储器资源。

·虚拟缓存管理模块，用于虚拟数据缓存的管理，包括记录虚拟缓存配置以及缓存物理资源的使用情况，并处理各虚拟缓存应用端的物理存储器资源调配请求。

虚拟数据缓存管理方法将各种存储介质的缓存物理资源接入缓存管理系统，形成数据缓存资源共享池。数据缓存的应用端可根据应用需求配置其所需的虚拟缓存。该虚拟数据缓存管理方法并不给所配置的虚拟缓存分配固定的缓存物理资源，而是根据虚拟缓存的配置，在应用端申请使用缓存时，动态从缓存池中分配缓存物理资源。而当缓存物理资源使用结束后，应用端可释放缓存到缓存池中，从而做到了不同虚拟缓存之间的缓存物理资源的共享。

通过上述虚拟数据缓存管理系统与方法，将各种缓存物理资源集约化管理，建立起缓存共享池，实现了随用随取，不用随还，达到了缓存物理资源的高利用率和系统的可扩展性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步说明。