CN107422981B - 硬碟存取方法 - Google Patents

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Abstract

一种硬碟存取方法，应用于一电脑系统中，该硬碟存取方法包含：使该固态硬碟中的一硬碟处理单元透过该固态硬碟中的一第一存取通道与一处理器进行通讯；使该处理器存取并执行一记忆体中储存的一硬碟存取驱动程式，以处理一硬碟存取指令；以及使该处理器透过一第二存取通道存取该固态硬碟的一储存模组。

Description

硬碟存取方法
技术领域
本发明是有关于一种硬碟存取技术，且特别是有关于一种电脑系统及其硬碟存取方法。
背景技术
固态硬碟相对于磁性储存媒体，具有资料存取速度快、小尺寸以及对撞击的抗性较佳等优点。然而，固态硬碟中需要具有处理单元处理硬碟存取指令。随着硬碟尺寸愈来愈大以及定址的复杂度增加，往往需要运算能力更强的处理单元，甚至多个处理单元才能提升固态硬碟的效能。然而，计算能力愈强或是数目愈多的处理单元，将使固态硬碟的成本大幅增加。
因此，如何设计一个新的电脑系统及其硬碟存取方法，以解决上述缺陷，乃为此一业界亟待解决的问题。
发明内容
因此，本发明的一态样是在提供一种电脑系统，包含：记忆体、处理器以及固态硬碟。记忆体配置以储存硬碟存取驱动程式。固态硬碟包含储存模组以及控制模组，其中控制模组包含：硬碟处理单元、第一存取通道以及第二存取通道。第一存取通道配置以使硬碟处理单元透过第一存取通道与处理器进行通讯。处理器配置以存取并执行硬碟存取驱动程式处理硬碟存取指令，以透过第二存取通道存取固态硬碟的该储存模组。
本发明的另一态样是在提供一种硬碟存取方法，应用于电脑系统中，硬碟存取方法包含：使固态硬碟中的硬碟处理单元透过固态硬碟中的第一存取通道与处理器进行通讯；使处理器存取并执行记忆体中储存的硬碟存取驱动程式，以处理硬碟存取指令；以及使处理器透过第二存取通道存取固态硬碟的储存模组。
本发明的另一态样是在提供一种电脑系统，包含：
一记忆体，配置以储存一硬碟存取驱动程式；
一处理器；以及
一固态硬碟，包含一储存模组以及一控制模组，其中该控制模组包含：
一硬碟处理单元；
一第一存取通道，配置以使该硬碟处理单元透过该第一存取通道与该处理器进行通讯；以及
一第二存取通道，其中该处理器配置以存取并执行该硬碟存取驱动程式以处理一硬碟存取指令，以透过该第二存取通道存取该固态硬碟的该储存模组。
优选地，其中该控制模组更包含：
一第一基底位址暂存器(base address register；BAR)，配置以储存一第一装置记忆体定址，其中该第一存取通道对应于该第一基底位址暂存器；以及
一第二基底位址暂存器，配置以储存一第二装置记忆体定址，其中该第二存取通道对应于该第二基底位址暂存器。
优选地，其中该处理器实质上与该硬碟处理单元共同处理该硬碟存取指令，以透过该第一存取通道以及该第二存取通道存取该固态硬碟的该储存模组。
优选地，其中仅有该处理器处理该硬碟存取指令存取该固态硬碟的该储存模组，该硬碟处理单元仅配置以对该固态硬碟的电路进行监控管理。
优选地，其中该控制模组更包含一储存控制电路，该处理器实质上透过该第二存取通道以及该储存控制电路存取该储存模组。
优选地，其中该控制模组更包含一记忆体控制电路，该处理器配置以执行该硬碟存取驱动程式透过该第二存取通道控制该记忆体控制电路储存一待写入资料至该记忆体的一快取区块。
优选地，其中该固态硬碟与该处理器透过一系统汇流排相连接，且该系统汇流排为快速周边元件互连(peripheral component interconnect express；PCIe)系统汇流排。
优选地，其中该储存模组为一快闪记忆体。
优选地，其中该第一存取通道以及该第二存取通道分别为一直接记忆体存取(direct memory access；DMA)通道。
应用本发明的优点在于藉由处理器执行硬碟存取驱动程式处理硬碟存取指令，以对固态硬碟的储存模组进行存取，使固态硬碟的硬碟处理单元的成本因此大幅下降，且亦可使效能获得提升，轻易地达到上述的目的。
附图说明
图1为本发明一实施例中，一种电脑系统的示意图；
图2为本发明一实施例中，图1的处理器、固态硬碟及系统汇流排更详细的方块图；以及
图3为本发明一实施例中，一种硬碟存取方法的流程图。
符号说明
1：电脑系统 10：记忆体
100：硬碟存取驱动程式 12：处理器
120：硬碟存取指令 122：回应讯息
14：固态硬碟 16：系统汇流排
18：输出入装置 20：储存模组
200：硬碟处理单元 202：第一基底位址暂存器
204：第一存取通道 206：第二基底位址暂存器
208：第二存取通道 210：硬碟汇流排
212：储存控制电路 214：系统控制电路
216：记忆体控制电路 22：控制模组
300：硬碟存取方法 301-303：步骤
具体实施方式
请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种电脑系统1的示意图。电脑系统1包含：记忆体10、处理器12以及固态硬碟14。其中，电脑系统1可为例如，但不限于桌上型电脑、笔电或是各种可携式电子装置。
记忆体10可为任何可用以储存资料的储存装置，可包含例如但不限于唯读记忆体、快闪记忆体、软碟、硬碟、光碟、随身碟、磁带、可由网路存取的资料库或其他类型的记忆体。于一实施例中，处理器12可存取记忆体10中储存的程式予以执行，以达到处理器12欲完成的功能。
于一实施例中，固态硬碟14与处理器12间透过系统汇流排16相连接，以透过系统汇流排16进行资料传输。于一实施例中，系统汇流排16可为快速周边元件互连(peripheralcomponent interconnect express；PCIe)汇流排。实际上，电脑系统1可更包含其他藉由系统汇流排16与处理器12连接的装置，例如但不限于南桥晶片、显示卡、网路卡、光碟机或其他装置(未绘示)。
于一实施例中，电脑系统1更包含输出入装置18。输出入装置18实际上可为多个输出入元件的组合，例如但不限于键盘、滑鼠、显示器及触控显示器(未绘示)等的结合。
于一实施例中，上述的记忆体10可储存有硬碟存取驱动程式100。处理器12将可存取并执行硬碟存取驱动程式100。举例来说，在电脑系统1初始化时，储存于硬碟中的存取驱动程式100可被读取至系统记忆体如随机存取记忆体中，以由处理器12进行存取并执行。
处理器12可藉由执行存取驱动程式100来处理硬碟存取指令120，俾对固态硬碟14进行存取。于一实施例中，硬碟存取指令120是由例如，但不限于输出入装置18接收使用者的输入所产生。进一步地，处理器12可在存取固态硬碟14后，产生回应讯息122至输出入装置18，例如但不限于在显示器上产生画面，以对使用者进行提示。
以下将就固态硬碟14的结构，以及固态硬碟14与处理器12的运作进行更详细的说明。
请同时参照图2。图2为本发明一实施例中，图1的处理器12、固态硬碟14及系统汇流排16更详细的方块图。固态硬碟14包含储存模组20以及控制模组22。于一实施例中，储存模组20为快闪记忆体，配置以储存资料。
控制模组22包含：硬碟处理单元200、第一基底位址暂存器(base addressregister；BAR)202、第一存取通道204、第二基底位址暂存器206及第二存取通道208。
于一实施例中，控制模组22更包含硬碟汇流排210。硬碟处理单元200、第一存取通道204及第二存取通道208均连接于硬碟汇流排210。因此，控制模组22中的各元件间，可透过硬碟汇流排210进行通讯。
于一实施例中，控制模组22更包含储存控制电路212，连接于储存模组20以及硬碟汇流排210间。对于储存模组20的任何存取动作，均需透过储存控制电路212进行。
第一基底位址暂存器202配置以储存第一装置记忆体定址，而第二基底位址暂存器206则配置以储存第二装置记忆体定址。于一实施例中，第一及第二装置记忆体定址是在固态硬碟14初始化时，由电脑系统1所分配于记忆体10中的一段输出入记忆体区块，并同时将此记忆体区块的位址储存在第一基底位址暂存器202和第二基底位址暂存器206。当处理器12存取记忆体10中的第一装置记忆体定址和第二装置记忆体定址时，相当于存取固态硬碟14。
于一实施例中，第一存取通道204和第二存取通道208分别为直接记忆体存取(direct memory access；DMA)通道，并对应于第一基底位址暂存器202和第二基底位址暂存器206。虽然固态硬碟14实际上是单一装置，但由于第一基底位址暂存器202和第二基底位址暂存器206储存的记忆体定址并不相同，因此处理器12将视为两个不同的装置，而将分别透过第一存取通道204和第二存取通道208来与固态硬碟14沟通。
硬碟处理单元200透过第一存取通道204与处理器12进行通讯。更详细地说，硬碟处理单元200是经过硬碟汇流排210，透过第一存取通道204以及系统汇流排16与处理器12进行通讯，于图2中是绘示为路径A。此外，硬碟处理单元200可经由硬碟汇流排210，透过储存控制电路212存取固态硬碟14的储存模组20，于图2中是绘示为路径B。
硬碟存取驱动程式100在由处理器12执行后，可做为一虚拟运算核心，以处理硬碟存取指令120，并经由第二存取通道208存取固态硬碟14的储存模组20。更详细地说，处理器12可透过系统汇流排16，经由第二存取通道208、硬碟汇流排210及储存控制电路212存取储存模组20，于图2中是绘示为路径C。对路径C来说，硬碟存取指令120是由处理器12独立进行处理和运算，不需透过硬碟处理单元200直接存取固态硬碟14的储存模组20。
因此，于一实施例中，处理器12执行的硬碟存取驱动程式100可和硬碟处理单元200协调以共同进行运算，以达到存取及监控管理固态硬碟14的功效。
以存取固态硬碟14来说，处理器12执行的硬碟存取驱动程式100可和硬碟处理单元200分担硬碟存取指令120的处理。此时，处理器12可同时透过第一存取通道204以及第二存取通道208存取储存模组20。换句话说，处理器12可藉由硬碟处理单元200透过路径A和路径B存取储存模组20，以及藉由硬碟存取驱动程式100透过路径C存取储存模组20。
需注意的是，处理器12透过第一存取通道204和第二存取通道208存取固态硬碟14时，实际上是经由媒体存取控制器(media access controller；MAC)和实体层(PHY)(未绘示)等底层硬体来进行资料的传送。
于另一实施例中，硬碟存取指令120可完全由处理器12执行硬碟存取驱动程式100处理。此时，处理器12仅藉由硬碟存取驱动程式100透过路径C来存取储存模组20。而硬碟处理单元200则仅对固态硬碟14的电路进行监控管理而不处理硬碟存取指令120。于一实施例中，硬碟处理单元200可藉由例如，但不限于控制模组22更包含的系统控制电路214来进行监控管理。
在部份硬碟存取技术中，仅采用固态硬碟14内部的控制模组22中的硬碟处理单元200来处理对固态硬碟14的储存模组20的存取。当储存模组20的储存量愈大或是定址方式愈趋复杂时，必需设置更高阶的硬碟处理单元200或是多颗硬碟处理单元200，以达到较高的存取速度。然而这样的方式将使固态硬碟14的成本大幅上升。
因此，藉由将第二装置记忆体定址写入第二基底位址暂存器206并设置第二存取通道208，处理器12将可执行硬碟存取驱动程式100处理硬碟存取指令120，以对固态硬碟14的储存模组20进行存取。储存模组20的存取运算量将可由处理器12分担，甚或完全由处理器12负责，使硬碟处理单元200仅需负担系统监控的任务。固态硬碟14的成本将因此大幅下降，且亦可使效能获得提升。
于一实施例中，控制模组22更包含记忆体控制电路216，电性连接于硬碟汇流排210。处理器12可执行硬碟存取驱动程式100透过系统汇流排16、第二存取通道208以及硬碟汇流排210，控制记忆体控制电路216储存待写入资料至图1的记忆体10的一个快取区块，以延长固态硬碟14的读写寿命。
在部份技术中，记忆体控制电路216是连接至系统的动态随机存取记忆体(未绘示)，以提供上述的快取机制。而由于上述的硬碟存取驱动程式100是由处理器12所执行，处理器12可直接向记忆体10要求快取区块进行资料的暂存，而可大幅提升效率。
请参照图3。图3为本发明一实施例中，一种硬碟存取方法300的流程图。硬碟存取方法300可应用于如图1所绘示的电脑系统1中。硬碟存取方法300包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤301，使固态硬碟14中的硬碟处理单元200透过固态硬碟14中的第一存取通道204与处理器12进行通讯。其中第一存取通道204对应于第一基底位址暂存器202。
于步骤302，使处理器12存取并执行记忆体10中储存的硬碟存取驱动程式100，以处理硬碟存取指令120。
于步骤303，使处理器12透过第二存取通道208存取固态硬碟14的储存模组20。其中第二存取通道208对应于第二基底位址暂存器206。
需注意的是，上述的步骤中，部分可视实作的需求而调整顺序或增减，不为上述的顺序及内容所限。
虽然本案内容已以实施方式揭露如上，然其并非配置以限定本案内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本案内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种硬碟存取方法，应用于一电脑系统中，该硬碟存取方法包含：
使固态硬碟中的一硬碟处理单元透过该固态硬碟中的一第一存取通道与一处理器进行通讯；
使该处理器存取并执行一记忆体中储存的一硬碟存取驱动程式，以处理一硬碟存取指令；以及
使该处理器透过该固态硬碟中的一第二存取通道存取该固态硬碟的一储存模组；
其中该固态硬碟更包含一记忆体控制电路，该硬碟存取方法更包含：
使该处理器配置执行该硬碟存取驱动程式透过该第二存取通道控制该记忆体控制电路储存一待写入资料至该记忆体的一快取区块。
2.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，更包含：
使一第一基底位址暂存器储存一第一装置记忆体定址，其中该第一存取通道对应于该第一基底位址暂存器；以及
使一第二基底位址暂存器储存一第二装置记忆体定址，其中该第二存取通道对应于该第二基底位址暂存器。
3.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，更包含：
使该处理器与该硬碟处理单元共同处理该硬碟存取指令，以透过该第一存取通道以及该第二存取通道存取该固态硬碟的该储存模组。
4.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，更包含：
仅使该处理器处理该硬碟存取指令存取该固态硬碟的该储存模组；以及
仅使该硬碟处理单元对该固态硬碟的电路进行监控管理。
5.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，其中该固态硬碟更包含一储存控制电路，该硬碟存取方法更包含：
使该处理器透过该第二存取通道以及该储存控制电路存取该储存模组。
6.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，其中该固态硬碟与该处理器透过一系统汇流排相连接，且该系统汇流排为快速周边元件互连系统汇流排。
7.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，其中该储存模组为一快闪记忆体。
8.根据权利要求1所述的硬碟存取方法，其中该第一存取通道以及该第二存取通道分别为一直接记忆体存取通道。
9.一种硬碟存取方法，应用于一电脑系统中，该硬碟存取方法包含：
使固态硬碟中的一硬碟处理单元透过该固态硬碟中的一第一存取通道与一处理器进行通讯；
使该处理器存取并执行一记忆体中储存的一硬碟存取驱动程式，以处理一硬碟存取指令；
使该处理器透过该固态硬碟中的一第二存取通道存取该固态硬碟的一储存模组；
仅使该处理器处理该硬碟存取指令存取该固态硬碟的该储存模组；以及
仅使该硬碟处理单元对该固态硬碟的电路进行监控管理。
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