[发明专利]基于NVM的固态硬盘元数据管理方法及系统

说明书

本发明公开了基于NVM的固态硬盘元数据管理方法，属于固态硬盘管理领域，解决的问题是如何满足使用者从外部了解固态硬盘的内部状况并对固态硬盘进行配置设定；其方法包括通过NVM存储闪存芯片的标识信息、闪存芯片的分配信息、闪存芯片的配置信息以及元数据信息，外部操作系统下发指令并通过硬盘控制器对NVM进行读写操作，根据指令硬盘控制器与NVM进行信息交互并对闪存芯片进行读写操作或配置操作。其结构包括外部操作系统、NVM和固态硬盘，固态硬盘至少配置有硬盘控制器、闪存芯片、总线接口、FTL层、读取操作模块和加密模块。通过NVM存储闪存芯片的相关信息，可减轻闪存的磨耗。

技术领域

本发明涉及固态硬盘管理领域，具体地说是基于NVM的固态硬盘元数据管理方法及系统。

背景技术

一般固态硬盘都由CPU执行固件(英文全称为Firmware，由产品厂商在量产程序时写入闪存中)，使用者若想知道固态硬盘内部状态如闪存寿命、磨损状况等，需要和CPU沟通，控制器实现FTL(FTL是Flash translation layer(闪存转换)的英文缩写，FTL是一种软件中间层，最初是由Intel提出的，用于将闪存模拟成为虚拟块设备，从而能够在闪存上实现FAT等等块设备类文件系统)。

如何满足使用者从外部了解固态硬盘的内部状况并对固态硬盘进行配置设定，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供基于NVM的固态硬盘元数据管理方法及系统，来解决如何满足使用者从外部了解固态硬盘的内部状况并对固态硬盘进行配置设定的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

基于NVM的固态硬盘元数据管理方法，应用于至少由外部操作系统、NVM(英文全称为Non-Volatile Memory，中文翻译为非挥发性记忆体)以及配置有硬盘控制器、闪存芯片以及总线接口的固态硬盘组成的硬件系统，所述NVM为不包含NAND FLASH的Non-NAND NVM，闪存芯片为NAND闪存芯片，元数据管理方法为：通过NVM存储闪存芯片的设备信息、闪存芯片的分配信息、闪存芯片的配置信息以及元数据信息，外部操作系统下发指令并通过硬盘控制器对NVM进行读写操作，根据指令硬盘控制器与NVM进行信息交互并对闪存芯片进行读写操作或配置操作。

其中，本发明中限定NVM为可随机读写、容量相对不大、成本高于NAND的除NANDFLASH之外的NVM，即Non-NAND NVM。该Non-NAND NVM包括常见的EEPROM(英文全称为Electrically Erasable Programmable read only memory，中文翻译为带电可擦可编程读写存储器)、NOR FLASH、FRAM(英文全称为Ferroelectric RAM，中文翻译为铁电存储器)、MRAM(英文全称为Magnetic Random Access Memory，中文翻译为磁性随机存储器)、RRAM(英文全称为Resistive Random Access Memory，中文翻译为阻变式存储器)等。

闪存芯片的设备信息用于识别闪存芯片的型号、生产厂商等信息；闪存芯片的分配信息用于标识闪存芯片的块划分、页划分情况，以及页物理映射表地址，便于对闪存芯片进行访问和读写操作；闪存芯片的配置信息用于通过参数设定对闪存芯片进行配置，如闪存芯片的颗粒类型以及不同颗粒对应的ReadRetry电压；元数据信息用于记载闪存芯片的耗损状态以及通过硬盘控制器对闪存芯片进行读写操作、分配操作或者配置操作等的执行反馈。外部操作系统通过硬盘控制器向NVM下发指令，根据指令，硬盘控制器从NVM中中获取相关信息并访问闪存芯片，以实现对闪存芯片的读写操作、分配操作、配置操作等，与上述操作相关的元数据信息存储在闪存芯片中，同时元数据信息在闪存芯片中的位址存储在NVM中，便于外部操作系统通过硬盘控制器从NVM中调用元数据信息的位址，以快速实现闪存芯片的查看和配置。