[发明专利]数据存取控制方法、嵌入式存储系统及嵌入式设备

说明书

本发明公开了一种嵌入式存储系统和数据存取控制方法。其中数据存取控制方法包括：基于FPGA的NVMe主机控制器获取并将设备操作命令写入设备操作命令提交队列；通过基于FPGA的PCIe控制器，通知NVMe固态存储设备的设备控制器执行设备操作命令；设备控制器通过PCIe控制器从提交队列获取并执行设备操作命令；设备控制器通过PCIe控制器将命令执行结果写入设备操作命令完成队列；主机控制器通过硬件查询方式实时检测设备操作命令完成队列项；若检测到完成队列项，则处理完成队列项包括的命令执行结果。采用本发明的技术方案，使得通过硬件查询方式实时检测并处理命令处理结果；因此，可以有效简化数据存储过程，且提高数据存取速度。

技术领域

本发明实施例涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种数据存取控制方法，一种嵌入式存储系统，以及一种嵌入式设备。

背景技术

嵌入式系统(Embedded system)，是一种完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统。基于嵌入式系统的设备称为嵌入式设备。存储器系统是嵌入式设备的重要组成部分,为嵌入式设备提供外部数据存取功能，简称为嵌入式存储系统。

目前，嵌入式存储系统主要采用基于现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)FPGA实现的串行高级技术附件(Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA)接口的固态存储设备(Solid Stroage Device，SSD)的实现方式。该实现方式使用FPGA实现SATA协议的主机控制器，并通过SATA协议的主机控制器对SATA接口的SSD进行数据存取控制。

然而，由于SATA协议为了兼容机械硬盘和固态硬盘，协议本身比较复杂且效率不高，因此上述实现方式的缺点是单个SATA SSD读写速度较慢，有着6Gbps的极限读写限制，无法满足专业领域对于极低延时、极致读写速度的要求，从而制约了嵌入式存储系统的高速化发展。同时，由于SATA SSD的体积较大，也因此制约了嵌入式存储系统的小型化发展。随着用户对于读写速度、设备体积的极致追求，研究一种读写性能更高、设备体积更小的嵌入式存储系统成为本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据存取控制方法，一种嵌入式存储系统，以及一种嵌入式设备，以解决现有技术存在的数据存取速度较慢、设备体积较大的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据存取控制方法，包括：基于可编程逻辑门阵列FPGA实现的主机控制器获取待执行的设备操作命令，所述主机控制器是基于非易失性存储器的传输规范NVMe的主机控制器；所述主机控制器将所述设备操作命令写入设备操作命令提交队列；所述主机控制器通过基于所述FPGA实现的高速串行计算机扩展总线标准PCIe控制器，通知NVMe固态存储设备的设备控制器执行所述设备操作命令；所述设备控制器通过所述PCIe控制器从所述提交队列获取所述设备操作命令；所述设备控制器执行所述设备操作命令；所述设备控制器通过所述PCIe控制器将命令执行结果写入设备操作命令完成队列；所述主机控制器通过硬件查询方式实时检测设备操作命令完成队列项；若检测到所述完成队列项，则处理所述完成队列项包括的命令执行结果。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述提交队列是基于所述FPGA实现的提交队列；所述主机控制器通知固态存储设备的设备控制器执行所述设备操作命令，包括：所述主机控制器通过所述PCIe控制器，将所述设备操作命令在所述提交队列中的存储地址写入提交队列门铃寄存器；所述设备控制器通过所述提交队列门铃寄存器获取执行所述设备操作命令的通知。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述完成队列是基于所述FPGA实现的完成队列，所述提交队列和所述完成队列分别独立映射编址，所述设备控制器并行处理所述提交队列包括的多个设备操作命令。