本發(fā)明涉及存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體是一種加速訪問u盤的方法、裝置及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著國產(chǎn)化的不斷推進(jìn)及全面普及，各行各業(yè)開始大范圍應(yīng)用國產(chǎn)主機(jī)及系統(tǒng)，為了兼容windows主機(jī)系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)推出了單向?qū)雞盤的單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)，通過該單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)任意文件系統(tǒng)類型的u盤數(shù)據(jù)跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸，大大提高了便捷性和安全性。目前通用的單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)，在解析u盤的文件系統(tǒng)時(shí)，每次訪問數(shù)據(jù)所在的block，需要單獨(dú)查詢一次block所在的物理地址，并且受文件系統(tǒng)限制，一次只能讀一個(gè)block（4k）的數(shù)據(jù)量，存在傳輸性能低效等問題。

2、如圖1所示，為現(xiàn)有單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)的工作示意圖，單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)將u盤中的數(shù)據(jù)傳輸至pc端，單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)具有識(shí)別、處理目標(biāo)u盤文件系統(tǒng)的功能。u盤插入單導(dǎo)模塊后，單導(dǎo)模塊通過驅(qū)動(dòng)層識(shí)別u盤設(shè)備，并通過文件系統(tǒng)模塊解析u盤中的數(shù)據(jù)內(nèi)容，將u盤數(shù)據(jù)傳輸至pc主機(jī)，實(shí)現(xiàn)了不同文件系統(tǒng)跨平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸。在訪問文件系統(tǒng)時(shí)，由于存放文件索引的block（簡稱索引block），在每一次讀取block時(shí)，需要先讀取索引block，查詢到目標(biāo)block后，再根據(jù)block物理地址，訪問對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊。在單導(dǎo)芯片中，cpu訪問u盤的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，查詢block索引塊，會(huì)多次訪問指定的索引block獲取數(shù)據(jù)block的bmap，造成i/o請(qǐng)求次數(shù)太多的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種加速訪問u盤的方法、裝置及介質(zhì)，減少了單導(dǎo)芯片cpu訪問u盤的i/o請(qǐng)求次數(shù)，提高了一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，從而大大提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

2、為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種加速訪問u盤的方法，本方法包括：

3、在單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)的cpu和文件系統(tǒng)模塊中間增加cache模塊，cache模塊用于存儲(chǔ)訪問頻率大于設(shè)定要求的block，當(dāng)單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)的cpu要從u盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先去cache列表中查詢，如果查詢到對(duì)應(yīng)的block，則直接從cache中取走數(shù)據(jù)，減少了cpu的i/o訪問次數(shù)；

4、同時(shí)當(dāng)單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)的cpu啟動(dòng)讀數(shù)據(jù)時(shí)，先查詢要讀取的block地址是否連續(xù)，如果連續(xù)，一次讀取多個(gè)連續(xù)的block。

5、進(jìn)一步的，cache模塊設(shè)置多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)用于存放1個(gè)block的緩存數(shù)據(jù)和信息，信息包括物理block地址、訪問次數(shù)、棄用標(biāo)識(shí)、使用標(biāo)識(shí)，cpu啟動(dòng)i/o請(qǐng)求后，從u盤中讀取物理block地址后，將物理block地址和其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄到cache分區(qū)中，當(dāng)所有分區(qū)都被用完后，根據(jù)訪問次數(shù)、棄用標(biāo)識(shí)、使用標(biāo)識(shí)判斷可用cache分區(qū)，并更新可用cache分區(qū)的信息；當(dāng)cpu讀取物理block地址時(shí)，先從cache模塊中檢索，要訪問的物理block如果存在于cache模塊中，直接從對(duì)應(yīng)的cache模塊中獲取數(shù)據(jù)。

6、進(jìn)一步的，索引block一直存儲(chǔ)在cache模塊。

7、進(jìn)一步的，從cache模塊中查詢block緩存數(shù)據(jù)的過程為：cpu啟動(dòng)讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)目標(biāo)block地址匹配cache分區(qū)中的物理block地址，遍歷cache分區(qū)中物理block地址對(duì)應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)，如果匹配到物理block地址，則直接讀取對(duì)應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)，并對(duì)該緩存分區(qū)中的訪問次數(shù)進(jìn)行遞增操作，表示該物理block地址被訪問到。

8、進(jìn)一步的，將block數(shù)據(jù)存放至cache模塊的過程為：cpu啟動(dòng)i/o請(qǐng)求后，將每一次獲取到的物理block地址及block數(shù)據(jù)放入cache鏈表中，存放邏輯為：先查找是否存在沒有被使用的cache分區(qū)，如果有，則返回當(dāng)前cache分區(qū)的地址，并將block的數(shù)據(jù)及地址信息存放到該cache分區(qū)中，如果沒有，說明cache模塊已被寫滿，則遍歷cache列表，對(duì)比訪問次數(shù)，訪問次數(shù)最少的cache分區(qū)地址被返回，用于寫入最新的block數(shù)據(jù)及地址信息，如果仍未遍歷到可用cache分區(qū)，則將cache列表中的最后一個(gè)cache分區(qū)地址返回。

9、進(jìn)一步的，通過使用標(biāo)識(shí)查找是否存在沒有被使用的cache分區(qū)，如果使用標(biāo)識(shí)為0，則表示存在沒有被使用的cache分區(qū)。

10、進(jìn)一步的，通過一個(gè)字節(jié)flag表示連續(xù)的block塊個(gè)數(shù)，cpu在讀文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，首先獲取索引block的bmap內(nèi)容，根據(jù)邏輯地址查找物理block地址，連續(xù)讀取解析多個(gè)物理block地址并進(jìn)行判斷是否連續(xù)，如果物理block地址是連續(xù)的，則判斷連續(xù)的block塊個(gè)數(shù)，并對(duì)flag進(jìn)行賦值，然后根據(jù)返回的flag值進(jìn)行判斷，根據(jù)flag的值選擇一次讀取物理block的數(shù)量。

11、進(jìn)一步的，本方法適用于嵌入式cpu的單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)。

12、本發(fā)明還公開一種加速訪問u盤的裝置，包括處理器和存儲(chǔ)有程序指令的存儲(chǔ)器，所述處理器被配置為在運(yùn)行所述程序指令時(shí)，執(zhí)行如上所述的加速訪問u盤的方法。

13、本發(fā)明還公開一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有程序指令，所述程序指令在運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行如上所述的加速訪問u盤的方法。

14、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的加速訪問u盤的裝置及方法，通過引入高速cache及cache管理方法，大大降低了訪問u盤的次數(shù)，提高了單導(dǎo)芯片cpu的i/o效率。通過設(shè)計(jì)多個(gè)block數(shù)據(jù)塊傳輸機(jī)制，大大提高了單導(dǎo)系統(tǒng)訪問u盤的傳輸性能，尤其是對(duì)大文件傳輸?shù)男省１景l(fā)明不需要改變?cè)形募到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低開發(fā)難度，同時(shí)大大提升了單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)訪問u盤的效率，原有的傳輸效率為6m/s，通過本發(fā)明將數(shù)據(jù)傳輸效率提升至22m/s。

技術(shù)特征：

1.一種加速訪問u盤的方法，其特征在于：本方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：cache模塊設(shè)置多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)用于存放1個(gè)block的緩存數(shù)據(jù)和信息，信息包括物理block地址、訪問次數(shù)、棄用標(biāo)識(shí)、使用標(biāo)識(shí)，cpu啟動(dòng)i/o請(qǐng)求后，從u盤中讀取物理block地址后，將物理block地址和其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄到cache分區(qū)中，當(dāng)所有分區(qū)都被用完后，根據(jù)訪問次數(shù)、棄用標(biāo)識(shí)、使用標(biāo)識(shí)判斷可用cache分區(qū)，并更新可用cache分區(qū)的信息；當(dāng)cpu讀取物理block地址時(shí)，先從cache模塊中檢索，要訪問的物理block如果存在于cache模塊中，直接從對(duì)應(yīng)的cache模塊中獲取數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：索引block一直存儲(chǔ)在cache模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：從cache模塊中查詢block緩存數(shù)據(jù)的過程為：cpu啟動(dòng)讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)目標(biāo)block地址匹配cache分區(qū)中的物理block地址，遍歷cache分區(qū)中物理block地址對(duì)應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)，如果匹配到物理block地址，則直接讀取對(duì)應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)，并對(duì)該緩存分區(qū)中的訪問次數(shù)進(jìn)行遞增操作，表示該物理block地址被訪問到。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：將block數(shù)據(jù)存放至cache模塊的過程為：cpu啟動(dòng)i/o請(qǐng)求后，將每一次獲取到的物理block地址及block數(shù)據(jù)放入cache鏈表中，存放邏輯為：先查找是否存在沒有被使用的cache分區(qū)，如果有，則返回當(dāng)前cache分區(qū)的地址，并將block的數(shù)據(jù)及地址信息存放到該cache分區(qū)中，如果沒有，說明cache模塊已被寫滿，則遍歷cache列表，對(duì)比訪問次數(shù)，訪問次數(shù)最少的cache分區(qū)地址被返回，用于寫入最新的block數(shù)據(jù)及地址信息，如果仍未遍歷到可用cache分區(qū)，則將cache列表中的最后一個(gè)cache分區(qū)地址返回。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：通過使用標(biāo)識(shí)查找是否存在沒有被使用的cache分區(qū)，如果使用標(biāo)識(shí)為0，則表示存在沒有被使用的cache分區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：通過一個(gè)字節(jié)flag表示連續(xù)的block塊個(gè)數(shù)，cpu在讀文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，首先獲取索引block的bmap內(nèi)容，根據(jù)邏輯地址查找物理block地址，連續(xù)讀取解析多個(gè)物理block地址并進(jìn)行判斷是否連續(xù)，如果物理block地址是連續(xù)的，則判斷連續(xù)的block塊個(gè)數(shù)，并對(duì)flag進(jìn)行賦值，然后根據(jù)返回的flag值進(jìn)行判斷，根據(jù)flag的值選擇一次讀取物理block的數(shù)量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速訪問u盤的方法，其特征在于：本方法適用于嵌入式cpu的單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)。

9.一種加速訪問u盤的裝置，包括處理器和存儲(chǔ)有程序指令的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述處理器被配置為在運(yùn)行所述程序指令時(shí)，執(zhí)行如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的加速訪問u盤的方法。

10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有程序指令，其特征在于，所述程序指令在運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的加速訪問u盤的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體是一種加速訪問U盤的方法、裝置及介質(zhì)。本方法在單導(dǎo)設(shè)備平臺(tái)的CPU和文件系統(tǒng)模塊之間增加CACHE模塊，通過加入CACHE緩存機(jī)制的方法，將單導(dǎo)CPU經(jīng)常訪問的BLOCK塊存放于CACHE中，當(dāng)單導(dǎo)芯片要從U盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先去CACHE列表中查詢，如果能查詢到對(duì)應(yīng)的BLOCK，則直接從CACHE中取走數(shù)據(jù)，減少了CPU的I/O訪問次數(shù)，大大提高了效率。同時(shí)，針對(duì)一次只讀取一個(gè)數(shù)據(jù)BLOCK，改為先判斷BLOCK是否連續(xù)，如果連續(xù)，則一次讀取多個(gè)BLOCK，對(duì)于嵌入式CPU，一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包越大，傳輸效率越高，同樣也大大提升了訪問U盤的效率，從而提升整體的傳輸性能。

技術(shù)研發(fā)人員：姜向陽,秦法林,張忠國,王曉玉,尹向彥,范宣榮,石念偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東華芯半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9