[发明专利]细胞阵列文件存储系统及其文件存储设备与文件存储方法

权利要求书

1.一种细胞阵列文件存储设备，其特征在于，包括：内控CPU、细胞阵列、细胞阵列总线以及至少一个第一存储器；所述第一存储器为采用整块读写的非易失性存储器；所述细胞阵列和所述细胞阵列总线集成于一个芯片中；

所述细胞阵列是由一个以上兼具计算和存储功能的细胞组成的二维阵列或三维阵列，其中每一个细胞包括微处理器和第二存储器；所述第二存储器为非易失随机存储器，用于所述微处理器计算时所涉及数据的随机存取，还用于存储软件的指令代码和需要永久保存的数据；每一个细胞中还包括与所述微处理器相连的存储控制器，用于对与本细胞相连的所述第一存储器进行数据存储访问控制；

每一个细胞储存各自在所述细胞阵列中的位置作为ID以供细胞中的软件或硬件读取；

所述内控CPU通过所述细胞阵列总线与所述细胞阵列中的每一个细胞进行通信；

所述细胞阵列中的相邻细胞之间有通信接口，能相互发送数据。

2.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述内控CPU通过所述细胞阵列总线与所述细胞阵列中的每一个细胞进行的通信包括以下情况中的至少一种：

按地址读写所述细胞阵列中任一细胞的第二存储器；

将数据广播到所述细胞阵列中目标区域内每一个细胞的第二存储器，并写入所述目标区域内每一个细胞的第二存储器中相同的相对地址；

给所述细胞阵列中任一细胞的微处理器发送指令、发送数据或读取状态；

给所述目标区域内所有细胞的微处理器广播指令。

3.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述细胞阵列中的细胞还包括总线控制器和细胞内部总线，所述总线控制器与所述细胞阵列总线、微处理器以及细胞内部总线相连，所述总线控制器用于识别所述内控CPU与本细胞之间进行的通信，连接所述微处理器以传递所述内控CPU发送的指令或数据、状态读取，或者通过所述细胞内部总线连接所述第二存储器进行数据的读写操作。

4.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述存储控制器通过连接访问通道与相应的第一存储器相连，每一个第一存储器支持一个或一个以上访问通道。

5.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，还包括与所述内控CPU相连的至少一个第三存储器，用于所述内控CPU计算时所涉及数据的随机存取。

6.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述第二存储器为MRAM，所述第一存储器为NAND。

7.根据权利要求1所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述细胞阵列、所述细胞阵列总线以及由所述细胞阵列内各个能相互通信的相邻细胞所形成的通信网络集成于一个数据处理芯片中。

8.根据权利要求7所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述内控CPU与所述数据处理芯片集成于一个主控芯片中。

9.根据权利要求7所述的细胞阵列文件存储设备，其特征在于，所述内控CPU作为独立的芯片，通过标准的内存接口与所述数据处理芯片进行通信。

10.一种细胞阵列文件存储系统，其特征在于，包括：外部访问设备、外部接口以及权利要求1至9任一项所述的细胞阵列文件存储设备；所述外部访问设备通过所述外部接口控制所述细胞阵列文件存储设备执行文件处理操作，所述文件处理操作包括创建、删除文件或文件目录、打开或关闭文件、读写文件以及调用所述细胞阵列文件存储设备内的程序完成文件的检索、查询及其他处理操作。

11.根据权利要求10所述的细胞阵列文件存储系统，其特征在于，所述外部访问设备包括主CPU、DMA控制器和其他外部设备中的至少一种。