[发明专利]一种基于通用串行总线的缓存装置

说明书

技术领域

本发明涉及缓存技术，具体涉及一种基于通用串行总线(USB，UniversalSerial Bus)的缓存装置。

背景技术

计算机中所有运行的程序都需要通过内存执行。如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。

目前，常用的解决方法是当内存被占用完时，计算机通过调用硬盘空间来充当内存，以缓解内存的紧张。当保存到硬盘中的数据被调用时，计算机就对硬盘进行随机读写，这里的随机读写是相较于顺序读写而言。由于硬盘的随机读写速度为1MB/s左右，而内存的随机读写速度为3～4GB/s，因此，硬盘的随机读写速度比内存要慢很多。用户在使用计算机时就会感觉计算机反应很慢，具体表现为模式切换缓慢，软件启动或者软件反应缓慢等。

为了解决这个问题，Windows Vista引入了一个提升系统随机读写性能的新概念-Readyboost技术。Readyboost技术将USB2.0闪存盘作为内存和硬盘之间的一级缓存来提高软件运行性能。该技术将一些原来保存在硬盘上的，存取较多的数据存放在闪存盘上，读取时优先查找闪存盘，如果没有所要的数据，再查找硬盘。由于闪存盘随机读写速度为10～20MB/s，是硬盘的10～20倍，且对于零碎文件的处理具有一定优势，因此Readyboost技术能够在一定程度上提高系统性能。

然而，这项技术目前仅支持USB2.0接口的闪存盘和计算机内置读卡器中的闪存。具体要求是：4k随机读取的速度大于2.5MB/s，512k随机写入速度大于1.75MB/s。可见，现有的Readyboost技术所提供的扩展缓存方案对作为缓存介质的闪存盘的性能，有较为苛刻的要求。

另外，虽然计算机对闪存盘的随机读写速度能够达到10～20MB/s，大于硬盘的随机读写速度，但与内存相比还是很慢，作为缓存提速作用有限。因此，目前将闪存盘作为计算机系统缓存的方法，系统提速有限，用户不能明显感到系统性能的明显提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于通用串行总线的缓存装置，能够作为内存和硬盘之间的一级缓存，提高计算机系统的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于通用串行总线的缓存装置，该缓存装置包括通用串行总线USB接口、控制器和挥发性存储介质接口；

USB接口，用于接收主机发送的USB操作命令，并发送给所述控制器；将所述控制器返回的所述USB的操作命令操作结果发送给所述主机；

控制器，用于对接收自所述USB接口的所述USB操作命令进行分析和处理；根据分析结果，向挥发性存储介质接口发送读写指令；根据所述挥发性存储介质接口返回的指令执行结果确定所述操作结果，发送给所述USB接口；

挥发性存储介质接口，用于连接挥发性存储介质；将接收自所述控制器的读写指令发送给所述挥发性存储介质；将所述挥发性存储介质返回的指令执行结果发送给所述控制器。

该缓存装置进一步包括与所述挥发性存储介质接口相连的挥发性存储介质，用于接收并执行所述挥发性存储介质接口发送的读写指令，向所述挥发性存储介质接口返回指令执行结果。

为了提高缓存装置的可扩展性，该缓存装置进一步包括与所述挥发性存储介质接口相连的挥发性存储介质插槽，用于插接挥发性存储介质。

该缓存装置进一步包括插接于所述挥发性存储介质插槽上的挥发性存储介质，用于接收所述挥发性存储介质接口发送的读写指令，向所述挥发性存储介质接口返回操作结果。

其中，所述控制器包括分析模块和处理模块；所述分析模块，用于对接收自所述USB接口的USB操作命令进行分析和处理：

若经分析得到所述USB操作命令为非读写命令，则将所述非读写命令发送给所述处理模块，根据所述处理模块返回的非读写命令处理结果确定所述操作结果，将该操作结果发送给所述USB接口；

若经分析得到所述USB操作命令为读写命令，则向所述挥发性存储介质接口发送读写指令，对所述挥发性存储介质进行随机读写；根据所述挥发性存储介质接口返回的指令执行结果确定所述操作结果，将该操作结果发送给所述USB接口；

所述处理模块，用于执行、处理接收自所述分析模块的非读写命令，将非读写命令处理结果返回给所述分析模块。

为了能够采用该缓存装置存储数据，该缓存装置进一步包括非挥发性存储介质接口；