CN111176566A

CN111176566A - 一种支持queue命令的eMMC读写控制方法及存储介质

Info

Publication number: CN111176566A
Application number: CN201911356792.5A
Authority: CN
Inventors: 李智全; 李冠; 徐毅松
Original assignee: Qingdao Fangcun Microelectronic Technology Co ltd; Shandong Fangcun Microelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Fangcun Microelectronic Technology Co ltd; Shandong Fangcun Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN111176566B

Abstract

本发明公开了一种支持queue命令的eMMC读写控制方法及存储介质，所述方法包括以下步骤：步骤1：接收主机端发送的数据读写命令请求，向主机端发送反馈信息；步骤2：接收主机端发送的下一条读写命令请求，判断该读写命令请求与上一条读写命令请求中所包含的地址是否连续，若连续，执行步骤3；若不连续，执行步骤4；步骤3：将该读写命令请求与之前的读写命令请求进行合并，得到命令请求组，并向主机端发送反馈信息，返回步骤2；步骤4：将该读写命令请求之前的一条读取命令请求或读取命令请求组读写命令请求发送至eMMC颗粒。本发明在提高离散数据读写速率的同时，保证连续数据的读写速率，并且保证软件主体的功能完整性。

Description

一种支持queue命令的eMMC读写控制方法及存储介质

技术领域

本发明属于嵌入式多媒体卡控制技术领域，尤其涉及一种支持queue命令的eMMC读写控制方法及存储介质。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

eMMC颗粒数据读写是命令与数据分开的即eMMC颗粒首先处理读写请求的命令(命令中包含：读写方式、读写长度、读写地址)，然后处理与该命令相关的数据。在eMMC 5.1版本协议之前，eMMC颗粒只能顺序响应请求。自eMMC 5.1版本协议之后，引入了Queue命令，支持该版本协议的eMMC颗粒便可以通过Queue功能实现数据的读写，支持eMMC 5.1版本协议的颗粒可以实现处理数据的同时处理多个命令。图1、图2a-图2b分别为不支持Queue命令和支持Queue命令的eMMC颗粒读写控制流程。

对于离散文件而言，如果不支持Queue命令，主机端发送一次命令进入等待模式，接收到eMMC颗粒的反馈数据后发送下一次命令，因而主机端在每一次发送命令到接收颗粒反馈数据之间均存在等待时间；如果支持Queue命令，主机端可以连续发送命令至eMMC颗粒，无需等待反馈数据(如图4)。可以看出，Queue命令的支持对离散文件读写速率的提升会有显著效果。

而对于连续文件而言，如图6，第一，尽管主机端可以连续发送命令至eMMC颗粒，但受限于软件性能，相邻命令之间存在冗余时间间隙(CMD space)，eMMC颗粒响应于多条命令准备数据并向主机端传输，由于相邻命令之间冗余时间间隙的存在，各数据块准备之间也存在冗余时间间隙(data space)；第二，eMMC颗粒接收到Queue命令请求后，要根据Queue命令请求内容将相应数据拷贝到片上缓存区，然后数据从缓存区传输至主机端，由于缓存区空间限制，当cache空间满后如果不读取该数据，eMMC颗粒无法继续准备其他数据，即无法响应后续Queue命令请求；第三，eMMC颗粒Queue通道数量有限，通常仅为16个，而PC端向eMMC颗粒传输的Queue通道数量远远大于16，PC端会浪费多余的Queue通道资源致使数据请求的并发数量只能限制在16个以内。因而实际应用中，传统Queue功能对连续文件的读操作的提升效果并不明显。

据发明人了解，目前关于提高eMMC连续文件读写优化仅在不支持Queue命令的情况下有涉及，具体为在协议中对连续文件的读写进行特殊优化：eMMC命令中CMD18/CMD25所描述的开放式读写方式，如图3所示。将基于支持Queue命令的离散文件读写方法，以及不支持Queue命令的连续文件读写方法相结合，尽管能够提高数据读写效率，但是，支持与不支持Queue命令的连续切换，会导致整体性能的不稳定。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种支持queue命令的eMMC读写控制方法及存储介质。通过命令组合的方式，提高Queue命令执行效率。在提高离散数据读写速率的同时，保证连续数据的读写速率，并且保证软件主体的功能完整性。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种支持queue命令的eMMC读写控制方法，应用于eMMC驱动，包括以下步骤：

步骤1：接收主机端发送的数据读写命令请求，向主机端发送反馈信息；

步骤2：接收主机端发送的下一条读写命令请求，判断该读写命令请求与上一条读写命令请求中所包含的地址是否连续，若连续，执行步骤3；若不连续，执行步骤4；

步骤3：将该读写命令请求与之前的读写命令请求进行合并，得到命令请求组，并向主机端发送反馈信息，返回步骤2；

步骤4：将该读写命令请求之前的一条读取命令请求或读取命令请求组读写命令请求发送至eMMC颗粒。

进一步地，读写命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

一个或多个实施例提供了一种支持queue命令的eMMC读取控制方法，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据读取命令请求至eMMC驱动；

步骤2：eMMC驱动接收到所述读取命令请求后，向主机端发送反馈信息；

步骤3：主机端接收到反馈信息后，将下一条读取命令请求发送至eMMC驱动；

步骤4：所述eMMC驱动接收所述读取命令请求，判断该读取命令请求与上一条读取命令请求中所包含的地址是否连续，若连续，执行步骤5；若不连续，执行步骤6；

步骤5：将该读取命令请求与之前的读取命令请求合并，得到命令请求组，并向主机端发送反馈信息，返回步骤3；

步骤6：将该读取命令请求之前的一条读取命令请求或读取命令请求组发送至eMMC颗粒；

步骤7：eMMC颗粒根据读取命令请求或读取命令请求组中的地址，查找待读取数据并传输至主机端。

进一步地，读取命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

进一步地，所述步骤7包括：eMMC颗粒根据读取命令请求或读取命令请求组中的地址，查找待读取数据，将待读取数据分块，并将第一个数据分块放入缓存区，待该数据分块传输至主机端后放入下一数据分块。

一个或多个实施例提供了一种支持queue命令的eMMC写入控制方法，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据写入命令请求至eMMC驱动；

步骤2：eMMC驱动接收到所述写入命令请求后，向主机端发送反馈信息；

步骤3：主机端接收到反馈信息后，将下一条写入命令请求发送至eMMC驱动；

步骤4：所述eMMC驱动接收所述写入命令请求，判断该写入命令请求与上一条写入命令请求中所包含的地址是否连续，若连续，执行步骤5；若不连续，执行步骤6；

步骤5：将该写入命令请求与之前的写入命令请求合并，得到命令请求组，并向主机端发送反馈信息，返回步骤3；

步骤6：将该写入命令请求之前的一条写入命令请求或写入命令请求组发送至eMMC颗粒；

步骤7：eMMC颗粒接收待写入的数据块，根据写入命令请求或写入命令请求组中的地址进行写入。

进一步地，写入命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上设有eMMC驱动和eMMC颗粒；所述eMMC驱动被配置为执行所述的支持queue命令的eMMC读写控制方法。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明对于离散数据和连续数据均采用支持Queue命令的数据读写，相较于支持与不支持Queue命令的切换，提高了软件主体的功能完整性，以及数据读写的稳定性。

本发明不同于传统的直接将命令传输至eMMC颗粒，通过eMMC驱动通过对读写命令请求中的地址进行解析，将地址连续的命令进行合并再发送至eMMC颗粒，保证了同一数据的完整地址能够一次性发送，减少了eMMC驱动向eMMC颗粒发送多个命令所耗费的时间，对于离散数据和连续数据的读写效率都有明显提高。

采用本发明的读取控制方法时，eMMC颗粒无需逐数据块的进行准备，提高了数据读取效率，并且，eMMC颗粒向主机端的数据传输，只需占用一个Queue通道，突破了eMMC颗粒Queue通道数量的限制，提高了程序功能的一致性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为不支持Queue命令的eMMC颗粒读写控制流程图；

图2a和图2b为支持Queue命令的eMMC颗粒读写控制流程图；

图3为eMMC颗粒在不支持Queue命令下对连续文件的读操作优化示意图；

图4为EMMC颗粒命令请求同时允许数据传输示意图

图5为Queue数据请求与EMMC颗粒数据响应示意图

图6为Queue模式连续文件读写示意图

图7为本发明实施例中支持queue命令的eMMC读写控制方法流程图；

图8为本发明实施例中Queue模式连续文件读写示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种支持queue命令的eMMC读写控制方法，应用于eMMC驱动，如图7所，包括以下步骤：

步骤1：接收主机端发送的数据读写命令请求，向主机端发送反馈信息；所述读写命令请求中包括待读取或写入数据在eMMC颗粒上的起始LBA((Logical Block Address)和数据长度；

具体地，主机端通过Queue通道向磁盘上的eMMC驱动发送命令请求。

步骤3：将该读写命令请求与之前的读写命令请求进行合并，得到合并的连续地址，并向主机端发送反馈信息，返回步骤2；

步骤4：将该读写命令请求之前的读写命令请求发送至eMMC颗粒。其中，若该读写命令请求为接收到的第二条读写命令请求，则仅将第一条读写命令请求发送至eMMC颗粒；若该读写命令请求为接收到的第n(n>2)条读写命令请求，则将第1到n-1条读写命令请求所组成的命令组(Group)发送至eMMC颗粒。

上述发送单条读写命令请求的情形对应于离散数据或小的连续数据的读写；发送读写命令请求组的情形对应于相对较大的连续数据的读写。即，不同于传统的直接将命令传输至eMMC颗粒，本实施例通过eMMC驱动通过对读写命令请求中的地址进行解析，将地址连续的命令进行合并再发送至eMMC颗粒，减少了eMMC驱动向eMMC颗粒发送多个命令所耗费的时间，同时也减少了eMMC颗粒根据每个命令进行数据准备所耗费的时间，如图8所示，对于离散数据和连续数据的读写效率都有明显提高。

实施例二

基于实施例一中的读写控制方法，本实施例提供了一种支持queue命令的eMMC读取控制方法，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据读取命令请求，至eMMC驱动，所述读取命令请求中包括待读取的数据在eMMC颗粒上的起始LBA(Logical Block Address)和数据长度；当主机端为Windows运行环境，该数据长度为128K；LBA表示数据在颗粒上的位置。

步骤6：将该读取命令请求之前的一条读取命令请求或读取命令请求组发送至eMMC颗粒。其中，若该读取命令请求为接收到的第二条读取命令请求，则仅将第一条读取命令请求发送至eMMC颗粒；若该读取命令请求为接收到的第n(n>2)条读取命令请求，则将第1到n-1条读取命令请求所组成的命令组(Group)发送至eMMC颗粒。

获取读取命令请求组，将其中的连续LBA进行合并，即得到了连续数据的完整地址。通过上述方法，保证了无论是离散数据还是连续数据，其在eMMC颗粒上的地址都能一次性发送至eMMC颗粒。

所述步骤7包括：eMMC颗粒根据读取命令请求或读取命令请求组中的地址，查找待读取数据，将待读取数据分块，并将第一个数据分块放入缓存区，待该数据分块传输至主机端后放入下一数据分块，直至所有数据块传输完毕。其中，每次放入缓存区的数据分块大小根据缓存区的存储容量确定。

通过上述方法，eMMC颗粒向主机端的数据传输，可以使用一个eMMC的Queue通道对应多个PC端的Queue通道，避免了PC端Queue通道的浪费。

本实施例通过eMMC驱动解析接收到的命令请求，将同一连续数据读命令进行合并，得到了待读取数据的完整地址，再将合并后的命令发送至eMMC颗粒，使得eMMC颗粒直接将准备完整的数据传输至主机端，减少了主机端与eMMC颗粒之间的数据传输次数，实现了数据的一次性读取，eMMC颗粒无需逐数据块的准备，提高了数据读取效率。对于离散数据和连续数据，均实现了快速的数据读取。

实施例三

基于实施例一中的读写控制方法，本实施例提供了一种支持queue命令的eMMC写入控制方法，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据写入命令请求，至eMMC驱动，所述写入命令请求中包括待写入的数据在eMMC颗粒上的起始LBA((Logical Block Address)和数据长度；当主机端为Windows运行环境，该数据长度为128K；LBA表示数据在颗粒上的位置。

步骤5：将该写入命令请求与之前的写入命令请求合并，得到命令请求组，并向主机端发送反馈信息，返回步骤2；

步骤6：将该写入命令请求之前的一条写入命令请求或写入命令请求组发送至eMMC颗粒。其中，若该写入命令请求为接收到的第二条写入命令请求，则仅将第一条写入命令请求发送至eMMC颗粒；若该写入命令请求为接收到的第n(n>2)条写入命令请求，则将第1到n-1条写入命令请求所组成的命令组(Group)发送至eMMC颗粒。

获取写入命令请求组，将其中的连续LBA进行合并，即得到了连续数据的完整地址。通过上述方法，保证了无论是离散数据还是连续数据，其在eMMC颗粒上的地址都能一次性发送至eMMC颗粒。

实施例三

基于实施例一中的读写控制方法，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上设有eMMC驱动和eMMC颗粒；其中，所述eMMC驱动被配置为执行实施例一中所述的支持queue命令的eMMC读写控制方法。

具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。

其中，所述计算机可读存储介质可以为磁盘、硬盘等，在此不做限定。

以上一个或多个实施例具有以下技术效果：

采用本发明的读取控制方法时，eMMC颗粒无需逐数据块的进行准备，提高了数据读取效率，并且，eMMC颗粒向主机端的数据传输，只需占用一个Queue通道，突破了eMMC颗粒Queue通道数量的限制。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种支持queue命令的eMMC读写控制方法，其特征在于，应用于eMMC驱动，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种支持queue命令的eMMC读写控制方法，其特征在于，读写命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

3.一种支持queue命令的eMMC读取控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据读取命令请求至eMMC驱动；

4.如权利要求3所述的一种支持queue命令的eMMC读取控制方法，其特征在于，读取命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

5.如权利要求3所述的一种支持queue命令的eMMC读取控制方法，其特征在于，所述步骤7包括：eMMC颗粒根据读取命令请求或读取命令请求组中的地址，查找待读取数据，将待读取数据分块，并将第一个数据分块放入缓存区，待该数据分块传输至主机端后放入下一数据分块。

6.一种支持queue命令的eMMC写入控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：主机端发送数据写入命令请求至eMMC驱动；

7.如权利要求6所述的一种支持queue命令的eMMC写入控制方法，其特征在于，写入命令请求中包括待读写数据在eMMC颗粒上的起始地址和数据长度。

8.一种计算机可读存储介质，其上设有eMMC驱动和eMMC颗粒；其特征在于，所述eMMC驱动被配置为执行如权利要求1或2所述的支持queue命令的eMMC读写控制方法。