JP5836903B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態に係る情報処理装置の基本的な構成を模式的に示している。本実施形態に係る情報処理装置は、ホスト・デバイス(ホスト装置、外部装置)1と、ホスト・デバイス1の記憶装置として機能するメモリ・システム2とを備える。ホスト・デバイス1とメモリ・システム2との間は、通信路3で接続されている。メモリ・システム2には、UFS(Universal Flash Storage)規格に準拠した組み込み用途のフラッシュメモリや、SSD(Solid State Drive)等を適用することができる。情報処理装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、撮像装置等である。通信路3の通信規格としては、例えばMIPI(Mobile Industry Processor Interface)、UniProが採用されている。
メモリ・システム2は、不揮発性半導体メモリとしてのNANDフラッシュメモリ210と、ホスト・デバイス1との間のデータ転送を行うデバイス・コントローラ200とを備えている。
ホスト・デバイス1は、OSやユーザ・プログラムを実行するCPU110と、メイン・メモリ100と、ホスト・コントローラ120とを備えている。メイン・メモリ100、CPU110及びホスト・コントローラ120は、バス140で互いに接続されている。
次に、実施形態に係るホスト・デバイス1及びメモリ・システム2の各ポートについて説明する。実施形態に係るホスト・デバイス1及びメモリ・システム2は、物理的には一つの線(通信路3)で接続されているが、下記に示すポート(CPortとも称す)と呼ばれる複数のアクセスポイントによって接続されている。
次に、優先度(トラフィック・クラス:TC)について説明する。優先度(トラフィック・クラス)とは、ホスト・デバイス1からメモリ・システム2にデータ等を返すときの優先順である。具体的には、優先度とはホスト・デバイス1及びメモリ・システム2間におけるデータ転送等が競合した場合に、データ転送等の順序を定める値である。本実施形態では、一例として、優先度“1”(TC 1 とも表記する)、及び優先度“1”よりも優先度の低い優先度“0”(TC 0 とも表記する)の2種類の優先度が設定されている。
図2は、デバイス使用領域102のメモリ構造を説明する図である。図示するように、デバイス使用領域102には、L2P本体211の一部がキャッシュされるL2Pキャッシュ領域300、L2Pキャッシュ領域300のヒット/ミス判定に使用されるタグ情報が格納されるL2Pキャッシュ・タグ領域310、ライト・データがバッファリングされるキャッシュ構造のメモリ領域であるライト・キャッシュ領域400、及びライト・キャッシュ領域400のヒット/ミス判定に使用されるタグ情報が格納されるライト・キャッシュ・タグ領域410を備えている。
図3は、L2Pキャッシュ・タグ領域310のメモリ構造を説明する図であり、図4は、L2Pキャッシュ領域300のメモリ構造を説明する図である。ここでは、一例として、LBAは26ビットのデータ長を有し、L2Pキャッシュ領域300はLBAの下位側の22ビットの値を用いて参照されるものとしている。LBAの上位側の4ビットの値をTと表記し、下位側の22ビットの値をLと表記して説明する。なお、LBAは、NANDメモリ210を構成するページ(ここでは4Kバイトとする)毎に割り当てられているものとしている。
図7は、ライト・コマンドのデータ構造例を説明する図である。図示するように、ライト・コマンド500は、当該コマンド500がデータの書き込みを指令するものであることを示すライト指令501と、書き込み対象のデータが格納されているホスト使用領域101内の番地であるソース・アドレス502と、メモリ・システム2内の、ライト・データの書き込み先の番地を示す第1のデスティネーション・アドレス503と、ライト・データのデータ長504とを含んで構成される。第1のデスティネーション・アドレス503はLBAで表記される。
次に、図8を用いて実施形態に係るデータ転送コマンド(リクエストとも称す)のフォーマットについて説明する。図8は、実施形態に係るデータ転送コマンドのフォーマットの一例を示した図である。
続いて、図9を用いて実施形態に係るデータ転送コマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグ(Flags)について説明する。図9は、実施形態に係るデータ転送コマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグ(Flags)の一例を示したものである。
フラグRとは、後に続く動作がホスト・デバイス1のメイン・メモリ100内からメモリ・システム2へデータを読み出す動作であることを示すフラグである。
フラグWとは、後に続く動作がメモリ・システム2からホスト・デバイス1のメイン・メモリ100内へデータを書き込む動作であることを示すフラグである。
フラグPとは、後に続くメモリ・システム2からホスト・デバイス1へのデータ入力シーケンス(UM DATA IN)または、ホスト・デバイス1からメモリ・システム2へのデータ出力シーケンス(UM DATA OUT)の優先度を決定するフラグである。この選択された優先度に対応するポートを介して、各シーケンスが実行される。
次に、図10を用いて、メモリ・システム2がホスト・デバイス1からデータを読み出す場合における情報処理装置の動作例を説明する。図10(a)は、第3のポートを介してメモリ・システム2がデータを受信する動作を示した図であり、図10(b)は、第2のポートを介してメモリ・システム2がデータを受信する動作を示した図である。
デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1からデータを受信する際の優先度を優先度“0”と決定する。そのため、デバイス・コントローラ主要部202は、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグPを“0”に設定する。また、デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1からデータを読み出すので、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグRを“1”に設定する。
デバイス・コントローラ主要部202は、「フラグR“1”、フラグP“0”、アドレス、及びサイズ(READ, P==0, Address, Size)」等の情報を含むデバイス使用領域102のデータを読み出すコマンド(Access UM Buffer)を、優先度が“1(高い)”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してホスト・デバイス1に送信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から、データを読み出すコマンド(Access UM Buffer)を受信すると、「フラグR“1”、フラグP“0”、アドレス、及びサイズ(READ, P==0, Address, Size)」等の情報に基づいて、デバイス使用領域102から、データをフェッチする。
そして、ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から受信したデータを読み出すコマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグPに基づいて、優先度が“0”である第3のポート(CPort 2, TC 0)を介して、メモリ・システム2に読み出しデータを転送する(UM DATA OUT)。
デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1からデータを受信する際の優先度を優先度“1”と決定する。そのため、デバイス・コントローラ主要部202は、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグPを“1”に設定する。また、デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1からデータを読み出すので、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグRを“1”に設定する。
デバイス・コントローラ主要部202は、「フラグR“1”、フラグP“1”、アドレス、及びサイズ(READ, P==1, Address, Size)」等の情報を含むデバイス使用領域102のデータを読み出すコマンド(Access UM Buffer)を、優先度が“1(高い)”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してホスト・デバイス1に送信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から、データを読み出すコマンド(Access UM Buffer)を受信すると、「フラグR“1”、フラグP“1”、アドレス、及びサイズ(READ, P==1, Address, Size)」等の情報に基づいて、デバイス使用領域102から、データをフェッチする。
そして、ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から受信したデータを読み出すコマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグPに基づいて、優先度が“1”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介して、メモリ・システム2に読み出しデータを転送する(UM DATA OUT)。
次に、図11を用いて、メモリ・システム2がホスト・デバイス1にデータを書き込む場合における情報処理装置の動作例を説明する。図11(a)は、第3のポートを介してメモリ・システム2がデータを送信する動作を示した図であり、図11(b)は、第2のポートを介してメモリ・システム2がデータを送信する動作を示した図である。
デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1にデータを送信する際の優先度を優先度“0”と決定する。そのため、デバイス・コントローラ主要部202は、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグPを“0(P==0)”に設定する。また、デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1にデータを書き込むので、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグWを“1”に設定する。
デバイス・コントローラ主要部202は、「フラグW“1”、フラグP“0”、アドレス、及びサイズ(WRITE, P==0, Address, Size)」等の情報を含むメモリ・システム2から受信したデータをデバイス使用領域102に書き込むコマンド(Access UM Buffer)を、優先度が“1”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してホスト・デバイス1に送信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から、データを書き込むコマンド(Access UM Buffer)を受信すると、「フラグW“1”、フラグP“0”、アドレス、及びサイズ(WRITE, P==0, Address, Size)」等の情報に基づいて、メモリ・システム2から書き込みデータを受信する(UM DATA IN)。この際、メモリ・システム2から受信したデータを書き込むコマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグPに基づいて、優先度が“0”である第3のポート(CPort 2, TC 0)を介して、メモリ・システム2から書き込みデータを受信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から受信した書き込みデータを、デバイス使用領域102に記憶する。
ホスト・コントローラ120は、書き込みデータがデバイス使用領域102に記憶されると、完了した旨を意味する通知コマンド(Acknowledge UM Buffer)を、優先度が“1”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してメモリ・システム2に送信する。これにより、メモリ・システム2のホスト・デバイス1へのデータの書き込みが完了する。
デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1にデータを送信する際の優先度を優先度“1”と決定する。そのため、デバイス・コントローラ主要部202は、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグPを“1(P==1)”に設定する。また、デバイス・コントローラ主要部202は、ホスト・デバイス1にデータを書き込むので、データ転送コマンド(Access UM Buffer)におけるフラグWを“1”に設定する。
デバイス・コントローラ主要部202は、「フラグW“1”、フラグP“1”、アドレス、及びサイズ(WRITE, P==1, Address, Size)」等の情報を含むメモリ・システム2から受信したデータをデバイス使用領域102に書き込むコマンド(Access UM Buffer)を、優先度が“1”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してホスト・デバイス1に送信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から、データを書き込むコマンド(Access UM Buffer)を受信すると、「フラグW“1”、フラグP“1”、アドレス、及びサイズ(WRITE, P==1, Address, Size)」等の情報に基づいて、メモリ・システム2から書き込みデータを受信する(UM DATA IN)。この際、メモリ・システム2から受信したデータを書き込むコマンド(Access UM Buffer)に含まれるフラグPに基づいて、優先度が“1”である第3のポート(CPort 1, TC 1)を介して、メモリ・システム2から書き込みデータを受信する。
ホスト・コントローラ120は、メモリ・システム2から受信した書き込みデータを、デバイス使用領域102に記憶する。
ホスト・コントローラ120は、書き込みデータがデバイス使用領域102に記憶されると、完了した旨を意味する通知コマンド(Acknowledge UM Buffer)を、優先度が“1”である第2のポート(CPort 1, TC 1)を介してメモリ・システム2に送信する。これにより、メモリ・システム2のホスト・デバイス1へのデータの書き込みが完了する。
上述した実施形態では、情報処理装置は、ホスト装置1と、不揮発性半導体メモリ210を有する半導体記憶装置2と、ホスト装置1及び半導体記憶装置2を接続する通信路3と、を備える。ホスト装置1は、第1の記憶部100と、第1の記憶部100及び通信路3が接続され、第1の記憶部100を制御する第1の制御部120とを備えている。通信路3は、それぞれ優先度が割り当てられた複数のポートを備えている。半導体記憶装置2は、通信路3に接続され、第1の記憶部100へのデータの送受信動作の優先順に基づいて優先度を決定する第1のフラグ(フラグP)を含むデータ転送要求を、第1の制御部120に送信する第2の制御部200を備えている。また、第1の制御部120は、データ転送要求を受信すると、要求に含まれる第1のフラグに基づいて、優先度に対応するポートを介して第1の記憶部100と、第2の制御部200との間のデータの送受信を行う。また、優先度は、第1の優先度“0”と、第1の優先度“0”よりも優先度が高い第2の優先度“1”を含む。第2の制御部200は、データ転送要求に、後に続く動作が前記第1の記憶部100からデータを読み出す動作であることを示す第2のフラグ(フラグR)、または後に続く動作が第1の記憶部100へのデータを書き込む動作であることを示す第3のフラグ(フラグW)を含ませる。
尚、上述した実施形態では、UFSメモリデバイスを用いて説明したが、これに限らず、例えば、クライアントサーバモデルに基づくメモリ・システムであれば、どのようなものでも良い。より具体的には、コマンドに上述したようなFlag情報(フラグR、フラグW、フラグP等)を付加することができるものであれば、適応可能である。
100…メイン・メモリ 101…ホスト使用領域
102…デバイス使用領域 110…CPU 120…ホスト・コントローラ
121…バスアダプタ 122…ホスト・コントローラ主要部
123…メイン・メモリDMA 124…制御DMA
125…データDMA 126…デバイス接続アダプタ 130〜132…ポート
140…バス 200…デバイス・コントローラ 201…ホスト接続アダプタ
202…デバイス・コントローラ主要部 203…RAM
204…NAND接続アダプタ 205…バス・マスタ
206…バス・マスタ 210…NANDフラッシュメモリ
211…L2Pテーブル 212…ユーザ・データ
230〜232…ポート 300…L2Pキャッシュ領域
310…L2Pキャッシュ・タグ領域 311、312…フィールド
312…フィールド 400…ライト・キャッシュ領域
410…ライト・キャッシュ・タグ領域 411〜413…フィールド
500…ライト・コマンド。
Claims (8)
- ホスト装置と、不揮発性半導体メモリを有する半導体記憶装置と、前記ホスト装置及び前記半導体記憶装置を接続する通信路と、を備える情報処理装置であって、
前記ホスト装置は、
第1の記憶部と、
第1の記憶部及び前記通信路が接続され、前記第1の記憶部を制御する第1の制御部と
を備え、
前記通信路は、
それぞれ優先度が割り当てられた複数のポートを備え、
前記半導体記憶装置は、
前記通信路に接続され、前記第1の記憶部へのデータの送受信動作の優先順に基づいて前記優先度を決定する第1のフラグを含む要求を、前記第1の制御部に送信する第2の制御部
を備え、
前記第1の制御部は、前記要求を受信すると、前記要求に含まれる前記第1のフラグに基づいて、前記優先度に対応する前記ポートを介して前記第1の記憶部と、前記第2の制御部との間のデータの送受信を行う
ことを特徴とする情報処理装置。 - 前記第1の制御部は、第1のコマンドを生成し、
第2の制御部は、前記第1の制御部から前記第1のコマンドを受信すると、後に続く、前記要求を、前記第1の制御部に送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記優先度は、第1の優先度と、前記第1の優先度よりも優先度が高い第2の優先度を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
- 前記第2の制御部は、前記優先度を常に前記第1の優先度とすることを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記第2の制御部は、前記優先度を常に前記第2の優先度とすることを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記第2の制御部は、所定の条件に基づいて、前記第1の優先度または前記第2の優先度を選択することを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記第2の制御部は、前記要求に、後に続く動作が前記第1の記憶部からデータを読み出す動作であることを示す第2のフラグ、または後に続く動作が前記第1の記憶部へのデータを書き込む動作であることを示す第3のフラグを含ませることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の情報処理装置。
- ホスト装置と、不揮発性半導体メモリを有する半導体記憶装置と、前記ホスト装置及び前記半導体記憶装置を接続する通信路と、を備える情報処理装置であって、
前記ホスト装置は、
第1の記憶部と、
第1の記憶部及び前記通信路が接続され、前記第1の記憶部を制御する第1の制御部と
を備え、
前記通信路は、
それぞれ優先度が割り当てられた複数のポートを備え、
前記半導体記憶装置は、
前記第1の記憶部からデータを読み出す動作であることを示す第1のフラグ、または後に続く動作が前記第1の記憶部へのデータを書き込む動作であることを示す第2のフラグを含む要求を、前記第1の制御部に送信する第2の制御部
を備え、
前記第1の制御部は、前記要求を受信すると、前記要求に含まれる前記第1のフラグまたは前記第2のフラグに基づいて、前記第1の記憶部と、前記第2の制御部との間のデータの送受信を行う
ことを特徴とする情報処理装置。
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