[发明专利]一种硬件加速器

说明书

本申请提供了硬件加速器，包括命令管理器、读写处理器和缓冲存储器，其中，读写处理器根据第一信息获取数据索引，以及，指示数据搬移单元获取与第一命令对应的读/写数据，其中，第一信息为CPU组从第一命令中获取的，第一信息包括数据索引或用于获取数据索引的信息，若第一命令为读命令，读/写数据包括数据搬移单元从动态随机存取存储器DRAM中获取的第一数据，缓冲存储器缓存数据索引。通过命令管理器、读写处理器和缓冲存储器分别实现CPU的部分功能，减少读写操作过程中占用的CPU资源，从而实现对读写操作的加速。

技术领域

本申请涉及存储技术，特别地，涉及用于存储设备的控制部件的硬件加速器。

背景技术

图1A展示了固态存储设备的框图。固态存储设备100同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同固态存储设备100之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、SAS(Serial AttachedSCSI，串行连接SCSI)、IDE (Integrated Drive Electronics，集成驱动器电子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、PCIE(Peripheral Component InterconnectExpress,PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVM Express，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与固态存储设备100。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备100包括接口120、控制部件140、一个或多个NVM芯片 130以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机访问存储器) 110。

NAND闪存、相变存储器、FeRAM(Ferroelectric RAM，铁电存储器)、 MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁阻存储器)、RRAM(Resistive Random AccessMemory，阻变存储器)、XPoint存储器等是常见的NVM。

接口120可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。

控制部件140用于控制在接口120、NVM芯片130以及DRAM 110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件140可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件140可以是FPGA(Field-programmable gate array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式。控制部件140也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件140的硬件来处理IO(Input/Output)命令。控制部件140还可以耦合到DRAM 110，并可访问 DRAM 110的数据。在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。

控制部件140包括闪存接口控制器(或称为介质接口控制器、闪存通道控制器)，闪存接口控制器耦合到NVM芯片130，并以遵循NVM芯片130 的接口协议的方式向NVM芯片130发出命令，以操作NVM芯片130，并接收从NVM芯片130输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。