CN104838365A - 用于配置可启动映像至外部驱动器上的方法和系统 - Google Patents

用于配置可启动映像至外部驱动器上的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种优化存储设备上的可启动映像配置的方法。在一些实施例中，主机设备执行配置应用程序以将存储驱动器映像为可启动驱动器。在配置过程期间，存储设备被配置为掩藏其在配置过程期间写缓存的使用。在一个实施例中，存储设备被配置为抑制强制访问单元命令，和用于配置应用程序的缓存清除命令。在另一个实施例中，存储设备被配置为拒绝强制访问单元命令。存储设备可以基于各种准则(诸如，时间的长度、计数器等)掩藏其写缓存的使用。

Description

用于配置可启动映像至外部驱动器上的方法和系统
背景技术
当今，许多操作系统能够从便携式外部存储设备(诸如，直接连接存储设备)启动。例如，微软Windows 8支持“Windows To Go”。WindowsTo Go允许便携式存储驱动器被映像有完整可启动操作系统。这实际上允许便携式存储驱动器被插入任何计算机并运行其映像。
为了映像便携式驱动器，其被连接到主机设备(诸如，个人计算机或服务器)，并被映像有映像应用程序或工具(诸如，ImageX)。不幸地是，配置(provisioning)过程已经被发现要花费相当长的时间，例如，几个小时。对于寻求映像大量驱动器的企业，该时间量是显著不利的。因此，期望优化或减少创建可启动存储设备所需要的时间量。
附图说明
体现本发明的各种特征的系统和方法现在将参考下面的附图进行描述，其中：
图1是示出耦合到主机设备的存储设备的框图。
图2示出映像便携式存储设备的常规过程。
图3示出根据本发明的一个实施例映像便携式存储设备的示例性过程流。
具体实施方式
实施例涉及创建便携式或外部可启动存储设备。在已知映像过程中，将可启动映像写到存储设备采用保守写过程，其需要主机和存储设备之间的频繁确认和确认交换。尤其，许多已知的配置过程频繁地采用强制访问单元(FUA)命令以保证写数据已经被写到存储设备的介质。然而，这些命令的频繁使用降低了存储设备的性能，因为其阻止存储设备的写缓存的使用。
因此，在实施例中，提供减少存储设备上创建可启动映像所需要的时间量的方法和系统。例如，一个实施例涉及配置可启动映像至外部存储设备(诸如，直接连接存储设备)上。本领域技术人员将认识到任何类型的可启动外部驱动器可以通过实施例来创建。在一些实施例中，为了帮助减少映像过程所需要的时间量，存储设备被配置为向运行在主机设备上的映像应用程序掩藏其写缓存的使用。存储设备做出响应，好像其遵循配置期间主机的写命令和确认回复，但其透明地采用写缓存。掩藏特征避免错误状况并允许映像应用程序正常运行。为了最小化该方法的风险，掩藏特征可以被配置有有限的持续时间，诸如有限数目的周期或短时间段。写缓存允许存储设备优化其性能并大幅度地减少配置可启动映像至驱动器上所需要的时间量。
现在将描述本发明的某些实施例。这些实施例仅通过实例呈现，并不旨在限制本发明的范围。实际上，本文描述的新颖的方法和系统可以以各种其他形式体现。此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和变化。为了示出一些实施例，现在将参考附图。
图1是示出耦合到存储设备102的主机设备100的框图。如将在下面进一步描述的，在一些实施例中，主机设备100将存储设备102映像为可启动存储设备，诸如Windows To Go驱动器。
主机设备100通常指任何计算机或系统。例如，主机设备100可以是个人计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、移动设备等。主机设备100可以包括公知的硬件、固件和软件。例如，主机设备100可以包括执行操作系统(WindowsTM,Mac OS,Linux,UNIX操作系统等)的处理器(未示出)。
此外，如图1中所示的，主机设备100可以包括通信接口，诸如通用串行总线(USB)接口，用于与存储设备102通信。如公知的，USB是工业标准接口，其定义用于计算机(诸如主机设备100)和外围设备(诸如存储设备102)之间的通信的布线协议、连接器协议和通信协议。
如所示出的，主机设备100可以通过其接口(诸如，USB接口、固件接口、雷电(Thunderbolt)接口等)中的一个耦合到存储设备102。
如还示出的，主机设备100提供硬件和软件平台，在所述硬件和软件平台上可以执行配置应用程序104。配置应用程序104是创建、编辑以及部署可启动映像(诸如，具有可启动操作系统的映像)到目标存储设备或驱动器的工具或应用程序。在一些实施例中，配置应用程序104使用由MicrosoftTM提供的已知的ImageX工具。在一个实施例中，主机设备100正运行例如由存储设备102的制造商提供的配置应用程序104。配置应用程序104可以从网络(诸如，因特网)或驱动器本身下载或复制到主机设备100上。
在一些实施例中，配置应用程序104被配置为在存储设备102耦合到主机设备100时识别存储设备102，并针对配置过程触发其写缓存的掩藏。在一个实施例中，配置应用程序104作为预安装在存储设备102上的应用程序的部分被包括。
存储设备102指可以被耦合到主机设备100的任何数据存储设备。例如，存储设备102可以是硬盘驱动器、闪存驱动器、固态驱动器、混合驱动器、网络连接存储装置等。如所提到的，存储设备102可以是便携式、外部存储设备，其旨在包括可启动映像。存储设备102可以经由USB 2.0或3.0连接等连接到主机设备100。
如将在下面进一步描述的，在一些实施例中，存储设备102被配置为掩藏其通过配置应用程序104在配置可启动映像期间的写缓存的使用。在一些实施例中，该掩藏特征被实施有限持续时间，诸如有限数目的周期、时间段等。例如，在一个实施例中，存储设备102被配置为限制其掩藏特征为3个功率周期或连接周期。可替换地，在另一些实施例中，存储设备102被配置为限制其掩藏特征一时间段，诸如1小时、1天等。
如所示出的，存储设备102可以包括本领域技术人员已知的各种硬件和软件。例如，除了其它东西之外，存储设备102可以包括控制器106、写缓存器108和存储介质110。
控制器106执行本文描述的存储设备102的各种操作。控制器106可以使用用于执行指令的一个或更多个处理器来实施，并且可以进一步包括用于存储数据(例如，被处理的数据)和/或指令的存储器，诸如易失性或非易失性存储器。可以通过一个或更多个处理器执行指令以执行本文描述的控制器106的各种功能。一个或更多个处理器可以包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、硬线逻辑、模拟电路系统和/或其组合。
写缓存器108是存储设备的嵌入式存储器，以用作主机设备100和存储介质110之间的缓冲器。当使用写缓存时，控制器106在接收到写数据之后立即、甚至在数据被实际写入存储介质110之前，信号通知主机设备100写命令完成。这种早期信号允许主机设备100和配置应用程序104继续工作，即使还没有实际写数据。
注意，在可启动映像的常规配置中，写过程试图例如通过使用强制访问单元命令或缓存清除(flush)命令避免或最小化写缓存的使用。这通过常规配置过程来完成，因为如果在数据永久地存储在介质中之前损失功率，那么数据将从写缓存器108中丢失，并且文件系统和启动映像可能被置于不一致的状态。因此，常规策略使缓存关闭，因为数据的完整性被视为比写性能更重要。此外，常规配置过程以小心管理的顺序将数据发送到盘，并在各个时间发出缓存清除命令。不幸地，这导致配置过程花费显著的时间量，例如，若干小时或更多。
在一些实施例中，控制器106被配置为在配置可启动映像期间通过管理用信号通知写完成和将数据写到存储介质110的实际性能之间的易损期(vulnerable period)来掩藏所述控制器的写缓存器的使用。例如，随着新到达的请求被接收，控制器106可以控制任何写命令的延迟。在一些实施例中，存储设备102还可以包括电池支持的存储器系统，用于写缓存器108或其他保护特征。
存储介质110表示在其中存储数据的介质。存储介质110可以包括，例如任何数目的磁介质、固态介质等。例如，存储介质110可以包括若干磁盘。可替换地，存储介质110可以包括固态驱动器。当然，在其它实施例中，存储介质110可以包括单独或结合的不同形式的介质。
图2示出本领域技术人员已知的常规映像过程。尤其，第一，配置应用程序可以发送可启动映像的写数据到存储设备。通常，存储设备将暂时将该写数据保留在其写缓存器中。
第二，如上述所提到的，配置应用程序将数据完整性视为比性能更重要，并且因此发送缓存清除命令或强制访问单元命令到存储设备。该命令旨在限制或阻止存储设备使用写缓存。
第三，存储设备确认命令，这引起其延迟将数据写到其存储介质。第四，存储设备被命令将数据从写缓存器写到存储介质中。该过程被重复，直到可启动映像已经被写到存储设备。如能够了解的，然而，该常规过程通过配置应用程序和主机严格被控制，并阻止存储设备优化其性能。因此，图3在下面被提供为示出本发明的实施例。
图3示出示例性过程流，其中存储设备102掩藏其写缓存的使用并允许配置应用程序104的正常执行。如所示的，第一，主机设备100已经安装配置应用程序104。配置应用程序104可以从存储设备102检索。可替换地，主机设备100例如可以从因特网下载配置应用程序104。
在一些实施例中，主机设备100可以运行实用应用程序111。在一个实施例中，实用应用程序111为主机设备100处的用户提供实用程序和用户接口，以请求并配置存储设备102为可启动外部驱动器。在一些实施例中，实用应用程序111发送一个或更多个命令到存储设备102以开始掩藏其写缓存，这将在下面进一步描述。
在一些实施例中，实用应用程序111与配置应用程序104协同工作，以配置和映像可启动映像至存储设备102上。例如，主机设备100的用户可以首先启动实用应用程序111以确定存储设备102的配置和可用特征。用户可以接着运行配置应用程序104以请求映像可启动映像至存储设备上。如提到的，配置应用程序104可以接着采用主机设备100的操作系统提供的工具或实用程序(诸如ImageX)以映像存储设备102。
例如，当启动或运行时，实用应用程序111可以被配置识别存储设备102且识别其是否能够例如通过掩藏写缓存来加快映像过程。在一些实施例中，实用应用程序111可以确定存储设备102的设备识别符，从而确定制造商、模式、设备驱动器等。例如，可以从由运行在主机设备100上的操作系统维护的注册表检索该信息。如果实用应用程序111确定存储设备102不支持加快的映像，那么其将常规地映像可启动映像。如果存储设备102能够支持加快的映像，那么实用应用程序111可以发送指示符、命令或标记到存储设备102。
作为响应，存储设备102可以发起其掩藏特征，这在下面进一步描述。在一些实施例中，存储设备102实施掩藏特征有限的持续时间。例如，存储设备102可以仅使用其掩藏特征有限数目的功率周期，即，当存储设备102与主机设备100连接/断开、或切断/接通等时。在另一些实施例中，存储设备102将限制掩藏特征有限的时间，诸如30分钟、1小时等。
在检查存储设备102之后，实用应用程序111可以接着使配置应用程序104开始映像存储设备102。可以以本领域技术人员已知的各种形式发送可启动映像的写数据。
第二，如所示的，在该写过程期间，主机设备100的操作系统(未示出)在各个时间发送强制访问单元命令、缓存清除命令等到存储设备102。通过操作系统请求这些操作以便保护可启动映像的数据完整性。例如，操作系统可以在每个文件已经被发送到存储设备之后发送强制访问单元命令。此外，主机设备100的操作系统可以发送一个或更多个同步缓存命令到存储设备100。如所提到的，主机设备100的操作系统发送这些命令以保护可启动映像的数据完整性。然而，这些保护特征能够显著地降低存储设备102的写性能。例如，在现在技术中，可启动映像和相关的数据的映像能够花费若干小时。
然而，在实施例中，存储设备102为现在技术中使用的低效数据完整性提供替换。尤其，第三，存储设备102确认来自主机设备100的命令，以指示写缓存器108被清除并且确认写数据何时已经被存储到存储介质110。然而，在一些实施例中，该确认或响应是写缓存器的掩藏，因为与该确认相反，存储设备102继续将写数据缓存到写缓存器108中。确认提供返回到主机设备100和操作系统的正响应。因此，事实上使得主机设备100相信存储设备102已经执行请求的数据完整性命令，诸如，强制访问单元命令或缓存清除命令。然而，存储设备102可以继续使用写缓存并优化可启动映像的写性能。
第四，存储设备102采用写缓存的使用以优化其写性能。这种写加速是本领域技术人员已知的。该过程重复或继续直到可启动映像已经写到存储设备102和存储介质110。
上面公开的具体实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成附加实施例，所有这些附加实施例都落入本公开的范围内。虽然本公开提供某些实施例和应用程序，但是对于本领域技术人员来说明显的其他实施例，包括未提供本文所论述的所有特征和优点的实施例也在本公开的范围内。例如，参考经由USB接口耦合到主机设备的存储设备(诸如，硬盘驱动器)描述本公开。本发明还可以以其他类型的设备(诸如，外围设备、闪存驱动器、固态驱动器、混合驱动器、经由USB通信的网络连接存储装置)实施。此外，可以针对其它通信协议实施本发明。因此，本公开的范围旨在仅参考所附权利要求而被限定。

Claims (20)

1.一种用于配置可启动映像至便携式存储设备上的方法，其中所述便携式存储设备包括写缓存器和存储介质，所述方法包括：
从主机接收用于可启动映像的写数据；
从所述主机接收至少一个命令，所述至少一个命令请求将所述写数据立即写到所述便携式存储设备的所述介质；
通过所述便携式存储设备从所述主机掩藏便携式存储设备的所述写缓存器中的所述写数据的写缓存；以及
在掩藏所述写缓存之后，将所述写数据写到所述便携式存储设备的所述存储介质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收用于可启动映像的写数据包括接收用于配置所述便携式存储设备为Windows To Go驱动器的写数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其中接收请求立即写所述写数据的至少一个命令包括接收来自所述主机的强制访问单元命令。
4.根据权利要求1所述的方法，其中接收请求立即写所述写数据的至少一个命令包括接收来自所述主机的缓存清除命令。
5.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述便携式存储设备掩藏所述写数据的写缓存包括接受来自所述主机的强制访问单元命令，但继续将所述写数据暂时缓存到所述便携式存储设备的所述写缓存器中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述便携式存储设备掩藏所述写数据的写缓存包括拒绝来自所述主机的强制访问单元命令。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述便携式存储掩藏所述写数据的写缓存包括基于计数器掩藏写缓存。
8.根据权利要求7所述的方法，其中基于计数器掩藏写缓存包括：
为所述计数器设置初始值；
响应于所述便携式存储设备的启动周期，减少所述计数器；以及
当所述计数器达到0值时，终止所述写缓存的掩藏。
9.根据权利要求7所述的方法，其中基于计数器掩藏写缓存包括：
为所述计数器设置初始值；
响应于所述便携式存储设备的启动周期，增加所述计数器；以及
当所述计数器达到阈值时，终止所述写缓存的掩藏。
10.根据权利要求1所述的方法，其中掩藏所述写数据的写缓存包括基于时间段掩藏所述写数据的写缓存。
11.一种便携式存储设备，其包括：
用于存储数据和包括可启动操作系统的映像的介质；
用于暂时存储要被写到所述介质的数据的写缓存器；
被配置为用于与主机设备通信的接口；以及
控制器，所述控制器被配置为将来自所述主机的写数据缓存到所述写缓存器中，响应来自所述主机设备用于请求将数据从所述写缓存器立即写到所述介质的请求，其中所述控制器被配置为，在配置启动映像至所述便携式存储设备上的期间选择性地掩藏写缓存，并在掩藏所述写缓存之后将所述写数据写到所述存储介质。
12.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述便携式存储设备被配置为Windows To Go驱动器。
13.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为接收来自所述主机的强制访问单元命令。
14.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为接收来自所述主机的缓存清除命令。
15.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为通过接受来自所述主机的强制访问单元命令掩藏所述写数据的写缓存，但继续将所述写数据暂时缓存至所述便携式存储设备的所述写缓存器中。
16.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为通过拒绝来自所述主机的强制访问单元命令来掩藏所述写数据的写缓存。
17.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为基于计数器掩藏所述写数据的写缓存。
18.根据权利要求17所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置成为所述计数器设置初始值，响应于所述便携式存储设备的启动周期减少所述计数器，并且当所述计数器达到0值时终止所述写缓存的掩藏。
19.根据权利要求17所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置成为所述计数器设置初始值，响应于所述便携式存储设备的启动周期增加所述计数器，并且当所述计数器达到阈值时终止所述写缓存的掩藏。
20.根据权利要求11所述的便携式存储设备，其中所述控制器被配置为基于时间段暂时掩藏所述写数据的写缓存。
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