專利名稱：存儲設(shè)備及其運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種存儲設(shè)備及其運行方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的存儲設(shè)備通常會通過疊加多個存儲單元來擴大其存儲容量。傳統(tǒng)的這種存儲設(shè)備通常包含主機接口、與主機接口電連接的控制單元和與控制單元電連接的多個存儲單元。其中，控制單元負責與主機端的通信以及對各存儲單元中數(shù)據(jù)的寫入和讀出。然而，傳統(tǒng)的這種存儲設(shè)備，由于所有的數(shù)據(jù)寫入和讀出都由控制單元統(tǒng)一負責，存儲效率不高，當有大量數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，會導致數(shù)據(jù)的處理速度變慢
發(fā)明內(nèi)容
·基于此，有必要針對上述存儲效率不高的問題，提供一種能提高存儲效率的存儲設(shè)備。一種存儲設(shè)備，包括主機接口和至少兩個存儲單元，所述存儲設(shè)備還包括主控制單元和與每個所述存儲單元對應的存儲控制單元，所述主控制單元與所述主機接口電連接，每個所述存儲控制單元分別與所述主控制單元和對應的存儲單元電連接；所述主控制單元用于對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉、處理主機的非存儲相關(guān)的命令以及將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給各存儲控制單元；所述存儲控制單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。在其中一個實施例中，每個所述存儲控制單元電連接一個緩存，所述緩存用于緩沖所述存儲控制單元處理的數(shù)據(jù)。在其中一個實施例中，所述主控制單元包括通信數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)分發(fā)器；所述通信數(shù)據(jù)處理器用于與主機間進行通信；所述數(shù)據(jù)分發(fā)器與所述通信數(shù)據(jù)處理器電連接，用于將數(shù)據(jù)分發(fā)給各存儲控制單元。在其中一個實施例中，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的用于對數(shù)據(jù)進行并行備份和保護的備份控制單元。在其中一個實施例中，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的加解密單元；或每個所述存儲控制單元電連接一個加解密單元；所述加解密單元包括用于數(shù)據(jù)加密的加密模塊和用于數(shù)據(jù)解密的解密模塊。在其中一個實施例中，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元；或每個所述存儲控制單元電連接一個數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元；所述數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元包括用于數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮模塊和用于數(shù)據(jù)解壓縮的數(shù)據(jù)解壓縮模塊。在其中一個實施例中，所述存儲單元與所述存儲控制單元固定連接或可拆卸式連接；所述存儲單元為閃存芯片、相變存儲器、SD卡、Micro SD卡、Memory Stick、EMMC中的至少一種。在其中一個實施例中，所述主機接口為SATA接口、USB接口、PCIE接口中的任意一種。此外，還提供了一種能提高存儲效率的存儲設(shè)備的運行方法。一種存儲設(shè)備的運行方法，包括以下步驟主控制單元對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉；所述主控制單元將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給與其電連接的各存儲控制單元；各存儲控制單元接收到主控制單元的數(shù)據(jù)讀寫指令，根據(jù)所述數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。在其中一個實施例中，所述方法還包括所述主控制單元從各存儲控制單元中讀取設(shè)備配置信息，根據(jù)所述設(shè)備配置信息向主機上報描述信息和確定對存儲單元的數(shù)據(jù)操作方式；所述描述信息包括存儲設(shè)備的容量、生產(chǎn)廠家；所述數(shù)據(jù)操作方式包含寫入或讀出存儲單元的數(shù)據(jù)是否需要進行加解密或壓縮解壓縮。上述存儲設(shè)備及其運行方法，通過主控制單元將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給與其電連接的各存儲控制單元，由各存儲控制單元根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令來對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。當有大量數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，主控制單元可以將數(shù)據(jù)分發(fā)給各存儲控制單元并行處理，因此能夠提高存儲效率。


圖I為一個實施例中的存儲設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為另一個實施例中的存儲設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一個實施例中主控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為一個實施例中存儲設(shè)備的運行方法的流程示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，在一個實施例中，一種存儲設(shè)備，包括主機接口、至少兩個存儲單元(如存儲單元I、…存儲單元n)、主控制單元和與每個存儲單元對應的存儲控制單元(如存儲控制單元I、…存儲控制單元n)，主控制單元和主機接口電連接，每個存儲控制單元分別與主控制單元和對應的存儲單元電連接。 本實施例中，主控制單元用于對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉、處理主機非存儲相關(guān)的命令以及將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給各存儲控制單元。其中，非存儲相關(guān)的命令包括與主機的通信以及數(shù)據(jù)分發(fā)等。存儲控制單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。通過主控制單元對數(shù)據(jù)進行分發(fā)，由各存儲控制單元根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令來對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。當有大量數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，主控制單元可以將數(shù)據(jù)分發(fā)給各存儲控制單兀并行處理，因此能夠提聞存儲效率，且能提聞響應時間，從而提聞了存儲設(shè)備的整體性能和可靠性。由于主控制單元只需負責與主機的通信和將數(shù)據(jù)分發(fā)給各個存儲控制單元，各存儲控制單元接收到主控制單元傳入的讀寫操作指令，只需負責其對應的存儲單元中數(shù)據(jù)的讀出和寫入，且各存儲控制單元接收到數(shù)據(jù)即可開始執(zhí)行操作，各存儲控制單元之間操作完全獨立。因此主控制單元和存儲控制單元的軟件實現(xiàn)都比較簡單，且易于維護。在一個實施例中,存儲控制單元的數(shù)量與存儲單元的數(shù)量相等,且數(shù)量都為5個。在一個實施例中，如圖2所示，每個存儲控制單元可電連接一個緩存，該緩存用于緩沖存儲控制單元處理的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，如圖3所示，主控制單元包括通信數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)分發(fā)器，其中通信數(shù)據(jù)處理器用于與主機間進行通信；數(shù)據(jù)分發(fā)器與通信數(shù)據(jù)處理器電連接，用于將數(shù)據(jù)分發(fā)給各存儲控制單元。在一個實施例中，存儲設(shè)備還可包括與主控制單元電連接的用于對數(shù)據(jù)進行并行備份和保護的備份控制單元。 具體的，備份控制單元用于控制是否需要將數(shù)據(jù)進行并行備份以及備份多少份數(shù)據(jù)(具體多少份數(shù)據(jù)可根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度決定)。若需要并行備份時，主控制單元將相同的待寫入的數(shù)據(jù)分發(fā)到至少兩個存儲控制單元中，各存儲控制單元則將待寫入的數(shù)據(jù)寫入到對應的存儲單元中。當讀取在至少兩個存儲單元中的備份數(shù)據(jù)時，存儲控制單元會將備份數(shù)據(jù)的有效性標志上報給主控制單元，備份數(shù)據(jù)的有效性標志用來標識備份數(shù)據(jù)是否有效(若備份數(shù)據(jù)已損壞，則無效)。進一步的，主控制單元根據(jù)存儲控制單元上報的備份數(shù)據(jù)的有效性標志來確定讀取某個存儲單元中的備份數(shù)據(jù)。主控制單元可讀取標識數(shù)據(jù)為有效的存儲單元中的備份數(shù)據(jù)。本實施例中，通過為存儲設(shè)備設(shè)置備份控制單元，可以實現(xiàn)將一些重要數(shù)據(jù)備份在多個存儲單元中，確保存儲設(shè)備中的重要數(shù)據(jù)(例如文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)、映射表等)不被丟失，從而提升了整個存儲設(shè)備的穩(wěn)定性。在一個實施例中，存儲設(shè)備還可包括與主控制單元電連接的加解密單元；或者，每個存儲控制單元電連接一個加解密單元。加解密單元可包括用于數(shù)據(jù)加密的加密模塊和用于數(shù)據(jù)解密的解密模塊。本實施例中，要寫入存儲單元中的數(shù)據(jù)可先由加密模塊通過預設(shè)的加密算法進行加密后，再寫入存儲單元。而從存儲單元中讀取的數(shù)據(jù)要先由解密模塊通過對應的解密算法進行解密。從而能夠加強存儲設(shè)備中存儲的受保護數(shù)據(jù)不會被泄漏，提高了安全性。在一個實施例中，存儲設(shè)備還可包括與主控制單元電連接的數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元；或者每個存儲控制單元電連接一個數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元。數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元包括用于數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮模塊和用于數(shù)據(jù)解壓縮的數(shù)據(jù)解壓縮模塊。本實施例中，寫入存儲單元中的數(shù)據(jù)可先經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮模塊進行壓縮處理，再寫入存儲單元，可以節(jié)省存儲設(shè)備的存儲空間，使得在存儲設(shè)備的有限存儲空間內(nèi)能存儲盡量多的數(shù)據(jù)。當從存儲單元讀取數(shù)據(jù)時，讀取的數(shù)據(jù)則先經(jīng)過數(shù)據(jù)解壓縮模塊進行解壓縮處理。在一個實施例中，主控制單元還可從各存儲控制單元中讀取設(shè)備配置信息，根據(jù)設(shè)備配置信息向主機上報描述信息和確定對存儲單元的數(shù)據(jù)操作方式。具體的，描述信息包括存儲設(shè)備的容量、生產(chǎn)廠家等，數(shù)據(jù)操作方式包括寫入或讀出存儲單元的數(shù)據(jù)是否需要進行加解密或壓縮解壓縮等。在一個實施例中，主控制單元還可控制各存儲控制單元及其對應的存儲單元的掛載和卸載，通過允許主控制單元對各存儲控制單元的掛載和卸載，用戶能夠根據(jù)實際情況確定存儲單元掛載的數(shù)量和容量，從而增強了用戶的使用靈活性。上述各實施例中的存儲單元可以是閃存芯片、相變存儲器、SD卡、Micro SD卡、Memory Stick、EMMC中的至少一種。其中，存儲單元可以與存儲控制單元固定連接,也可以與存儲控制單元可拆卸式連接。存儲單元和存儲控制單元的連接方式并不用以限制本發(fā)明。例如，存儲單元為Micro SD卡，則可在存儲設(shè)備上預留電連接到存儲控制單元的Micro SD卡插槽,則Micro SD卡可通過Micro SD卡插槽電連接到存儲控制單元。進一步的，上述各實施例中的主機接口可以是SATA接口、USB接口、PCIE接口中的任意一種。優(yōu)選的，主機接口可為SATA3. 0接口、USB3. 0接口中的一種。進一步的，主控制單元和各存儲控制單元之間的通訊可以是標準的接口定義，例·如SDIO接口、SPI接口、NAND FLASH接口等，也可以是自定義的協(xié)議標準，該通訊方式并不用以限制本發(fā)明。如圖4所示，在一個實施例中，一種存儲設(shè)備的運行方法，該存儲設(shè)備可為上述各實施例中的存儲設(shè)備，該方法包括以下步驟步驟S402，主控制單元對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉。步驟S404，主控制單元將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給與其電連接的各存儲控制單元。步驟S406，各存儲控制單元接收到主控制單元的數(shù)據(jù)讀寫指令，根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。在一個實施例中，存儲設(shè)備的運行方法還包括主控制單元從各存儲控制單元中讀取設(shè)備配置信息，根據(jù)設(shè)備配置信息向主機上報描述信息和確定對存儲單元的數(shù)據(jù)操作方式。本實施例中，描述信息包括存儲設(shè)備的容量、生產(chǎn)廠家等；數(shù)據(jù)操作方式包含寫入或讀出存儲單元的數(shù)據(jù)是否需要進行加解密或壓縮解壓縮等。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種存儲設(shè)備，包括主機接口和至少兩個存儲單元，其特征在于，所述存儲設(shè)備還包括主控制單元和與每個所述存儲單元對應的存儲控制單元，所述主控制單元與所述主機接口電連接，每個所述存儲控制單元分別與所述主控制單元和對應的存儲單元電連接； 所述主控制單元用于對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉、處理主機的非存儲相關(guān)的命令以及將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給各存儲控制單元； 所述存儲控制單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，每個所述存儲控制單元電連接一個緩存，所述緩存用于緩沖所述存儲控制單元處理的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述主控制單元包括通信數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)分發(fā)器；所述通信數(shù)據(jù)處理器用于與主機間進行通信；所述數(shù)據(jù)分發(fā)器與所述通信數(shù)據(jù)處理器電連接，用于將數(shù)據(jù)分發(fā)給各存儲控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的用于對數(shù)據(jù)進行并行備份和保護的備份控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的加解密單元；或每個所述存儲控制單元電連接一個加解密單元； 所述加解密單元包括用于數(shù)據(jù)加密的加密模塊和用于數(shù)據(jù)解密的解密模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述存儲設(shè)備還包括與所述主控制單元電連接的數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元；或每個所述存儲控制單元電連接一個數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元； 所述數(shù)據(jù)壓縮解壓縮單元包括用于數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮模塊和用于數(shù)據(jù)解壓縮的數(shù)據(jù)解壓縮模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述存儲單元與所述存儲控制單元固定連接或可拆卸式連接；所述存儲單元為閃存芯片、相變存儲器、SD卡、Micro SD卡、Memory Stick、EMMC 中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備，其特征在于，所述主機接口為SATA接口、USB接口、PCIE接口中的任意一種。
9.一種權(quán)利要求I所述的存儲設(shè)備的運行方法，包括以下步驟 主控制單元對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉； 所述主控制單元將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給與其電連接的各存儲控制單元； 各存儲控制單元接收到主控制單元的數(shù)據(jù)讀寫指令，根據(jù)所述數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲設(shè)備的運行方法，其特征在于，所述方法還包括 所述主控制單元從各存儲控制單元中讀取設(shè)備配置信息，根據(jù)所述設(shè)備配置信息向主機上報描述信息和確定對存儲單元的數(shù)據(jù)操作方式； 所述描述信息包括存儲設(shè)備的容量、生產(chǎn)廠家；所述數(shù)據(jù)操作方式包含寫入或讀出存儲單元的數(shù)據(jù)是否需要進行加解密或壓縮解壓縮。
全文摘要
一種存儲設(shè)備，包括主機接口、至少兩個存儲單元、主控制單元和與每個所述存儲單元對應的存儲控制單元，所述主控制單元與所述主機接口電連接，每個所述存儲控制單元分別與所述主控制單元和對應的存儲單元電連接；所述主控制單元用于對存儲設(shè)備進行上電初始化、設(shè)備枚舉、處理主機的非存儲相關(guān)的命令以及將數(shù)據(jù)讀寫指令分發(fā)給各存儲控制單元；所述存儲控制單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)讀寫指令對相應的存儲單元進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出。該存儲設(shè)備能提高存儲效率。此外，還提供了一種存儲設(shè)備的運行方法。
文檔編號G06F3/06GK102855090SQ20121025600
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者郭丹, 李志雄, 鄧恩華 申請人:深圳市江波龍電子有限公司