[发明专利]支持两种位宽的磨损均衡垃圾回收加速装置

说明书

本发明公开一种支持两种位宽的磨损均衡垃圾回收加速装置，包括数据读取模块、最值生成模块、配置模块、数据总线和控制总线，配置模块给出数据读取信息和最值生成信息，发起数据读取，等待最值生成后将比较结果反馈给系统总线，数据读取模块根据来自配置模块的数据读取信息从数据总线读取相应地址的块信息表的内容，最值生成模块，根据配置模块给出的最值生成信息将从数据读取模块进入的数据迭代比较最终得到最值索引。本装置采用硬件加速策略帮助实现磨损均衡和垃圾回收，可支持两种总线位宽和两种固件结构体大小的自由组合，减少Flash每次擦写所耗时间，提高闪存的使用效率和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种支持两种位宽的磨损均衡垃圾回收加速装置，使用硬件加速对FTL(Flash translation layer)中表项的搜索比较，通过对不同FTL表和不同总线位宽采用不同的硬件设计，帮助实现闪存的磨损均衡和垃圾回收。

背景技术

闪存具有擦除次数有限、先擦后写的特点，因此需要均衡flash中每个块的擦写频率来延长闪存的使用寿命，即所谓的磨损均衡。把一个闪存块里的‘有效’页数据复制到一个“空白”块里，然后把这个块完全擦除即所谓的垃圾回收。为实现磨损均衡和垃圾回收，软件需要建立包含块的擦除信息及块中有效页个数及平均擦除次数等信息的表（块信息表），以此决定Flash后续的擦写操作，并更新块查询表（LBA和PBA的映射表）。这些表存储在闪存的特殊地址单元中，系统上电后cpu将其读入内存中实时更新。然而单纯通过软件将块信息表中的信息逐一读取比对耗时较长，使得闪存的擦写操作变慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种支持两种位宽的磨损均衡垃圾回收加速装置，提高对Flash的擦写效率。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：支持两种位宽的磨损均衡垃圾回收加速装置，其特征在于：包括：

配置模块，用于给出数据读取信息和最值生成信息，发起数据读取，等待最值生成后将比较结果反馈给系统总线，数据读取信息包括块信息表的地址和长度，最值生成信息包括工作模式、比较项目和通路选择，配置模块根据数据总线位宽和固件结构体的大小决定通路选择，固件结构体的大小决定块信息表中记录的位宽；

数据读取模块，根据来自配置模块的数据读取信息从数据总线读取相应地址的块信息表的内容；

最值生成模块，根据配置模块给出的最值生成信息将从数据读取模块进入的数据迭代比较最终得到最值索引并输出给配置模块；

最值生成模块包括数据通路、时钟和比较器，数据通路包括正常数据通路、2倍频数据通路和2分频数据通路，时钟包括正常时钟、2倍频时钟和2分频时钟；

当数据总线位宽为128bit、固件结构体大小为16byte或者数据总线位宽为256bit、固件结构体大小为32byte时，数据读取模块读取的数据通过正常数据通路传送给比较器进行比较，在此过程中使用正常时钟；

当数据总线位宽为128bit、固件结构体大小为32byte时，数据读取模块读取的数据通过2倍频数据通路传送给比较器进行比较，在此过程中使用2倍频时钟；

当数据总线位宽为256bit，固件结构体大小为16byte时，数据读取模块读取的数据通过2分频数据通路传送给比较器进行比较，在此过程中使用2分频时钟。

进一步的，2倍频数据通路在一个时钟周期内接收数据总线传来的两个128bit数据，将此两个128bit数据分成高16byte和低16byte，然后将高16byte和低16byte叠加成32byte进行传输。

进一步的，2分频数据通路将数据总线传输来的256bit数据拆分成两个16byte进行传输。

进一步的，最值生成模块的工作模式包括单项比较和多项加权比较，最值生成模块的比较器包括单项比较器和多项加权比较器。