[发明专利]一种PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制装置及方法

权利要求书

1.一种PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制装置，其特征在于：本装置设置于SSD主控芯片内部，包括流量检测与控制单元、中断控制单元和寄存器；

流量检测与控制单元连接于nvme控制器与PCIe接口模块之间，流量检测与控制单元计算各个nvme控制器发出的数据包包含的数据量，再根据采样时间计算出每个控制器所占用的带宽，并根据当前建立链路的速率计算出每个控制器所占的带宽比例，当某控制器所占带宽比例达到其设定比例的a时，发送中断请求；

中断控制单元与流量检测与控制单元相连，用于生成中断信号，当流量检测与控制单元发起中断请求时，由中断控制单元生成中断信号，同时在中断标识寄存器中标识出相应位，用于固件读取；

寄存器包括一组流量控制寄存器和一个流量状态寄存器，流量控制器寄存器的数量根据SSD支持的功能设备个数确定，用于设置每个控制器的流量比例，流量状态寄存器用于标识发生流量限制的控制器；

中断控制单元生成的中断信号发送至SSD主控芯片内部的CPU核，CPU核收到中断信号后，内部固件暂时限制对应的nvme控制器抢占DMA请求，从而限制对应nvme控制器的数据传输量，当统计的流量比例低于b时，清除对应标识位，取消对nvme控制器的流量限制。

2.根据权利要求1所述的PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制装置，其特征在于：nvme控制器发出的数据包包含控制器号、数据量在内的读写标志信息，流量检测与控制单元基于上述读写标志信息计算各个nvme控制器发出的数据包包含的数据量。

3.根据权利要求1所述的PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制装置，其特征在于：a=99%，b=97%。

4.根据权利要求1所述的PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制装置，其特征在于：流量状态寄存器的每个bit表示一个控制器。

5.一种PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01）、SSD固件通过寄存器配置各个nvme控制器的流量比例；

S02）、SSD正常读写的过程中，流量检测与控制单元自动进入进行状态，计算各个nvme控制器发出的数据包包含的数据量，再根据采样时间计算出每个控制器所占用的带宽，并根据当前建立链路的速率计算出每个控制器所占的带宽比例，当监控到某个控制器的带宽比例到达a时，标注流量状态寄存器，并向中断控制单元发起信号；

S03）、中断控制单元收到信号后，生成中断信号发送至SSD主控芯片内部的CPU核；

S04）、CPU核响应中断异常请求后，查询流量状态寄存器，识别出发生限速的控制器ID，触发限速算法，此后该控制器在获取DMA请求时进行限制，使得该控制器发送DMA的请求进行pending处理；

S05）、当流量检测与控制单元检测到上述控制器的带宽比例回到限定比例的b及以下时，清除对应寄存器的值；

S06）、固件轮询检测已经置位的控制器恢复正常后，取消相应控制器发起DMA请求的限制，该控制器的数据传输回复正常。

6.根据权利要求5所述的PCIe SSD多虚拟功能设备的带宽协同控制方法，其特征在于：a=99%，b=97%。