TWI643072B - 資料儲存裝置以及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
高效能之資料儲存裝置，包括一儲存裝置傳輸協定核心以及一觸發機。該儲存裝置傳輸協定核心使該資料儲存裝置與一主機之通訊。該資料儲存裝置之韌體預存該儲存裝置傳輸協定核心之排程至該觸發機。根據所預存之上述排程，該觸發機代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心動作。
Description
本發明係有關於資料儲存裝置。
資料儲存裝置所採用的非揮發性記憶體可以是快閃記憶體(flash memory)、磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive RAM)、鐵電隨機存取記憶體(Ferroelectric RAM)、電阻式記憶體(Resistive RAM，RRAM)、自旋轉移力矩隨機存取記憶體(Spin Transfer Torque-RAM，簡稱STT-RAM)…等，用於長時間資料保存。如何提升資料儲存裝置之操作效率為本技術領域一項重要課題。
根據本案一種實施方式所實現的一資料儲存裝置包括一儲存裝置傳輸協定核心以及一觸發機。該儲存裝置傳輸協定核心使該資料儲存裝置與一主機之通訊。該資料儲存裝置之韌體預存該儲存裝置傳輸協定核心之排程至該觸發機。根據所預存之上述排程，該觸發機代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心動作。
根據本案一種實施方式所實現的一資料儲存裝置操作方法包括：提供一儲存裝置傳輸協定核心，使該資料儲存裝置與一主機之通訊；以及經該資料儲存裝置之韌體預存該儲
存裝置傳輸協定核心之排程至一觸發器，使該觸發器根據所預存之上述排程，代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心動作。
下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明本發明內容。
100‧‧‧電子裝置
102‧‧‧存儲器
104‧‧‧存儲器控制器
106‧‧‧主機
108‧‧‧處理單元
110‧‧‧指令緊耦合存儲器(ICCM)
112‧‧‧數據緊耦合存儲器(DCCM)
114‧‧‧儲存裝置傳輸協定核心
116‧‧‧觸發機
118、120‧‧‧暫存器
S402…S406‧‧‧步驟
第1圖為方塊圖，圖解一電子裝置100，其中配備的一資料儲存裝置包括一存儲器102以及一存儲器控制器104；第2圖為時序圖，舉例說明主機106與該存儲器控制器104之間的互動，係回應主機106發下的一讀取要求；第3圖為時序圖，舉例說明主機106與該存儲器控制器104之間的互動，係回應主機106發下的一寫入要求；以及第4圖為流程圖，根據本案一種實施方式描述該存儲器控制器104如何回應主機106發下的讀取/寫入要求。
以下敘述列舉本發明的多種實施例。以下敘述介紹本發明的基本概念，且並非意圖限制本發明內容。實際發明範圍應依照申請專利範圍界定之。
第1圖為方塊圖，圖解一電子裝置100，其中配備的一資料儲存裝置包括一存儲器102以及一存儲器控制器104。存儲器102在該存儲器控制器104操作下由一主機106存取。
存儲器控制器104包括一處理單元108、一動態隨
機存取記憶體(DRAM，包括指令緊耦合存儲器(ICCM)110以及數據緊耦合存儲器(DCCM)112)、以及硬件或軟硬體結合實現的一儲存裝置傳輸協定核心114以及一觸發機116。
處理單元108執行該指令緊耦合存儲器(ICCM)110內的指令，使該資料儲存裝置之韌體運行，回應該主機106所發下的指令。數據緊耦合存儲器(DCCM)112用於該存儲器102之讀/寫數據暫存、以及該資料儲存裝置對該主機106之通訊數據之暫存。儲存裝置傳輸協定核心114負責該存儲器控制器104以及該主機106之間的數據傳輸。主機106傳來的封包將由該儲存裝置傳輸協定核心114解封包，暫存至該數據緊耦合存儲器(DCCM)112。該儲存裝置傳輸協定核心114更會將該數據緊耦合存儲器(DCCM)112的內容包裝為封包傳遞給該主機106。該儲存裝置傳輸協定核心114是由該觸發機116觸發執行事項。資料儲存裝置之韌體在排程該儲存裝置傳輸協定核心114的待辦事項後，觸發機116將接棒全權負責在漫長時程中等待觸發該儲存裝置傳輸協定核心114依照排程運作。如此一來，資料儲存裝置之韌體在該儲存裝置傳輸協定核心114依照排程執行事項的期間得以有其他彈性運用。
如第1圖所示，該儲存裝置傳輸協定核心114包括暫存器118，且該觸發機116包括暫存器120。該儲存裝置傳輸協定核心114是根據暫存器118內容而做動。但是，本實施例中，暫存器118並非由資料儲存裝置之韌體直接填寫，而是由該觸發機116填寫。一種實施方式中，暫存器120空間可儲存N筆暫存器118狀況。資料儲存裝置之韌體是將其對該儲存裝置
傳輸協定核心114之排程條列至該觸發機116的暫存器120，隨後即自該儲存裝置傳輸協定核心114之操作脫身。該觸發機116接棒負責根據暫存器120所條列的排程，循序變化該儲存裝置傳輸協定核心114的暫存器118內容，使該儲存裝置傳輸協定核心114依照排程動作。上述暫存器118以及暫存器120可為其他形式之儲存空間。
在一種實施方式中，存儲器102可為快閃記憶體(flash memory)。儲存裝置傳輸協定核心114可以是為了通用快閃存儲(universal flash storage，簡稱UFS)技術而設立，稱為UFS傳輸協定核心(UFS transport protocol)，簡稱UTP。存儲器102以及存儲器控制器104可實施成一通用快閃存儲(UFS)，可為採用快閃記憶體的嵌入式、或外接式資料儲存裝置，用於電子裝置100。電子裝置100可為智慧型手機、穿戴裝置、平板電腦、虛擬實境設備…之類。主機106可為電子裝置100的中央處理單元(CPU)。
以下討論該存儲器控制器104如何實現該存儲器102之讀寫。
第2圖為時序圖，舉例說明主機106與該存儲器控制器104之間的互動，係回應主機106發下的一讀取要求。如圖所示，韌體僅在前期作用，後期即閒置可實踐其他操作。
前期，韌體會訪問該存儲器102、並將取自該存儲器102的讀取數據暫存至該數據緊耦合存儲器(DCCM)112。此外，韌體會在該數據緊耦合存儲器(DCCM)112上更備妥標示數據傳輸結束的一通訊數據。此外，韌體會排程該儲存裝置傳輸
協定核心114之待辦事項，並且將排程結果條列於該觸發機116的暫存器120。
後期，韌體閒置，由觸發機116接棒，依暫存器120條列的內容變化該儲存裝置傳輸協定核心114的暫存器118數值。該儲存裝置傳輸協定核心114隨著暫存器118內容變化而觸發進行相應動作，將排程的待辦事項一一完成。依照第2圖實施例，在觸發機116運作下，該儲存裝置傳輸協定核心114在三次發送讀取數據封包Data_In(data-in package，如Data IN UPIU封包)後，以一傳輸結束封包RSP(RSP package，如Response UPIU封包)告知主機106其讀取要求已被完成。關於讀取數據封包Data_In，該儲存裝置傳輸協定核心114包括自該數據緊耦合存儲器(DCCM)112獲得一段讀取數據，將該段讀取數據包裝為讀取數據封包Data_In並傳送給主機106。關於傳輸結束封包RSP，該儲存裝置傳輸協定核心114包括自該數據緊耦合存儲器(DCCM)112獲得封包內容，包裝為傳輸結束封包RSP並傳送給主機106。該儲存裝置傳輸協定核心114如此一連串”讀取數據封包Data_In發送→讀取數據封包Data_In發送→讀取數據封包Data_In發送→傳輸結束封包RSP發送”都無須韌體參與，而是由觸發機116根據韌體早先存於暫存器120的排程內容變化暫存器118而實現。閒置的韌體可進行其他操作，大幅提升資料儲存裝置之效能。
第3圖為時序圖，舉例說明主機106與該存儲器控制器104之間的互動，係回應主機106發下的一寫入要求。如圖所示，韌體僅在前期作用，後期即閒置可實踐其他操作。
前期，韌體會在該數據緊耦合存儲器(DCCM)112上備妥通訊數據，用於預告準備好接收數據以及標示數據傳輸結束。此外，韌體會排程該儲存裝置傳輸協定核心114的待辦事項，並且將排程結果條列於該觸發機116的暫存器120。
後期，韌體閒置，由觸發機116接棒，依暫存器120條列的內容變化該儲存裝置傳輸協定核心114的暫存器118數值。該儲存裝置傳輸協定核心114隨著暫存器118內容變化而觸發進行相應動作，將排程的待辦事項完成。依照第3圖實施例，在觸發機116運作下，該儲存裝置傳輸協定核心114反覆三回發送預告封包RTT(如Ready To Transfer UPIU封包)以及接收寫入數據封包Data_Out(如Data IN UPIU封包)後，以傳輸一結束封包RSP(RSP package，如Response UPIU封包)告知主機106其寫入要求已被完成。關於預告封包RTT，該儲存裝置傳輸協定核心114是自該數據緊耦合存儲器(DCCM)112獲得封包內容，將之包裝為預告封包RTT後傳送給主機106。關於寫入數據封包Data_Out，該儲存裝置傳輸協定核心114將其解封包後，暫存至該數據緊耦合存儲器(DCCM)112，待稍後收集至該存儲器102。關於結束信息傳輸，該儲存裝置傳輸協定核心114包括自該數據緊耦合存儲器(DCCM)112獲得封包內容，包裝為傳輸結束封包RSP(RSP package，如Response UPIU封包)並傳送給主機106。該儲存裝置傳輸協定核心114如此一連串”預告封包RTT發送→寫入數據封包Data_Out接收→預告封包RTT發送→寫入數據封包Data_Out接收→預告封包RTT發送→寫入數據封包Data_Out接收→結束封包RSP發送”都無須韌體參與，而是由觸
發機116根據韌體早先存於暫存器120的排程內容變化暫存器118而實現。閒置的韌體可進行其他操作，大幅提升資料儲存裝置之效能。
第4圖為流程圖，根據本案一種實施方式描述該存儲器控制器104如何回應主機106發下的讀取/寫入要求。步驟S402接收主機106發下的讀取/寫入要求。步驟S404中，資料儲存裝置之韌體運行，在該數據緊耦合存儲器(DCCM)112上準備數據，並排成該儲存裝置傳輸協定核心114的待辦事項，並將排程條列於觸發機116的暫存器120。步驟S406中，觸發機116依暫存器120條列內容變化該儲存裝置傳輸協定核心114之暫存器118數值，使該儲存裝置傳輸協定核心114依照排程動作。讀取/寫入要求隨之完整被回應。
其他採用上述概念提升資料儲存裝置效能的技術都屬於本案所欲保護的範圍。基於以上技術內容，本案更涉及資料儲存裝置操作方法。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (18)
- 一種資料儲存裝置，包括：一儲存裝置傳輸協定核心，使該資料儲存裝置與一主機通訊；以及一觸發機，經該資料儲存裝置之韌體預存該儲存裝置傳輸協定核心之排程，並根據所預存之上述排程，代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作，其中：該儲存裝置傳輸協定核心內建一第一儲存空間，且該儲存裝置傳輸協定核心是根據該第一儲存空間的內容動作；且該觸發器是根據所預存之上述排程變化該第一儲存空間之內容，使該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作。
- 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，其中：該觸發機代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作時，上述韌體閒置待用於實現該資料儲存裝置其他功能。
- 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，其中：該觸發機內建一第二儲存空間條列上述排程；且該觸發機是循序查詢該第二儲存空間以變化該儲存裝置傳輸協定核心之該第一儲存空間的內容，使該儲存裝置傳輸協定核心根據上述排程動作。
- 如申請專利範圍第3項所述之資料儲存裝置，其中：該第二儲存空間是由上述韌體填寫。
- 如申請專利範圍第4項所述之資料儲存裝置，其中： 該觸發機循序查詢該第二儲存空間而變化該儲存裝置傳輸協定核心之該第一儲存空間的內容時，上述韌體閒置待用於實現該資料儲存裝置其他功能。
- 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，更包括：一存儲器；以及一動態隨機存取記憶體；其中，該主機對該資料儲存裝置發下讀取要求時，上述韌體除了根據該儲存裝置傳輸協定核心的待辦事項產生上述排程、並將上述排程預存至該觸發機外，更訪問該存儲器以取得讀取數據暫存至該動態隨機存取記憶體、且於該動態隨機存取記憶體備妥標示數據傳輸結束的一通訊數據。
- 如申請專利範圍第6項所述之資料儲存裝置，其中：該儲存裝置傳輸協定核心是在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述讀取數據為讀取數據封包，並發送上述讀取數據封包至該主機；且該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據為傳輸結束封包，並發送上述傳輸結束封包給該主機，以告知該主機上述讀取要求已被完成。
- 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，更包括：一存儲器；以及一動態隨機存取記憶體； 其中，該主機對該資料儲存裝置發下寫入要求時，上述韌體除了根據該儲存裝置傳輸協定核心的待辦事項產生上述排程、並將上述排程預存至該觸發機外，更於該動態隨機存取記憶體備妥通訊數據，用於預告準備好接收數據以及標示數據傳輸結束。
- 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中：該儲存裝置傳輸協定核心是在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據中對應者為預告封包，並發送上述預告封包至該主機；發送上述預告封包至該主機後，該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，將自該主機取得的寫入數據暫存至該動態隨機存取記憶體待收集至該存儲器；且該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據中對應者為傳輸結束封包，並發送上述傳輸結束封包給該主機，以告知該主機上述寫入要求已被完成。
- 一種資料儲存裝置操作方法，包括：提供一儲存裝置傳輸協定核心，使該資料儲存裝置與一主機通訊；以及經該資料儲存裝置之韌體預存該儲存裝置傳輸協定核心之排程至一觸發器，使該觸發器根據所預存之上述排程，代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作， 其中：該儲存裝置傳輸協定核心內建一第一儲存空間；該儲存裝置傳輸協定核心是根據該第一儲存空間的內容動作；且該觸發器是根據所預存之上述排程變化該第一儲存空間之內容，使該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作。
- 如申請專利範圍第10項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：該觸發機代替上述韌體觸發該儲存裝置傳輸協定核心依照上述排程動作時，上述韌體閒置待用於實現該資料儲存裝置其他功能。
- 如申請專利範圍第10項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：於該觸發機內建一第二儲存空間，使上述排程條列於該第二儲存空間；其中，該觸發機是循序查詢該第二儲存空間以變化該儲存裝置傳輸協定核心之該第一儲存空間的內容，使該儲存裝置傳輸協定核心根據上述排程動作。
- 如申請專利範圍第12項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：該第二儲存空間是由上述韌體填寫。
- 如申請專利範圍第13項所述之資料儲存裝置操作方法，其中： 該觸發機循序查詢該第二儲存空間而變化該儲存裝置傳輸協定核心之該第一儲存空間的內容時，上述韌體閒置待用於實現該資料儲存裝置其他功能。
- 如申請專利範圍第10項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：該主機對該資料儲存裝置發下讀取要求時，上述韌體除了根據該儲存裝置傳輸協定核心的待辦事項產生上述排程、並將上述排程預存至該觸發機外，更訪問該資料儲存裝置的一存儲器以取得讀取數據暫存至該資料儲存裝置的一動態隨機存取記憶體、且於該動態隨機存取記憶體備妥標示數據傳輸結束的一通訊數據。
- 如申請專利範圍第15項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：該儲存裝置傳輸協定核心是在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述讀取數據為讀取數據封包，並發送上述讀取數據封包至該主機；且該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據為傳輸結束封包，並發送上述傳輸結束封包給該主機，以告知該主機上述讀取要求已被完成。
- 如申請專利範圍第10項所述之資料儲存裝置操作方法，其中： 在該主機對該資料儲存裝置發下寫入要求時，上述韌體除了根據該儲存裝置傳輸協定核心的待辦事項產生上述排程、並將上述排程預存至該觸發機外，更於該資料儲存裝置的一動態隨機存取記憶體備妥通訊數據，用於預告準備好接收數據以及標示數據傳輸結束。
- 如申請專利範圍第17項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：該儲存裝置傳輸協定核心是在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據中對應者為預告封包，並發送上述預告封包至該主機；發送上述預告封包至該主機後，該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，將自該主機取得的寫入數據暫存至該動態隨機存取記憶體待收集至該資料儲存裝置的一存儲器；且該儲存裝置傳輸協定核心更在該觸發器觸發下，讀取該動態隨機存取記憶體以取得並包裝上述通訊數據中對應者為傳輸結束封包，並發送上述傳輸結束封包給該主機，以告知該主機上述寫入要求已被完成。
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