儲(chǔ)存裝置及其資料傳輸控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種儲(chǔ)存裝置及其控制方法，且特別是有關(guān)于一種利用SATA總線連接至主機(jī)的儲(chǔ)存裝置及其資料傳輸控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的演進(jìn)，現(xiàn)今計(jì)算機(jī)中儲(chǔ)存裝置與主機(jī)(host)之間的連接總線已經(jīng)由串行式進(jìn)階技術(shù)附加裝置(Serial Advanced Technology Attachment,以下簡(jiǎn)稱SATA)總線來(lái)取代早期的整合式電子驅(qū)動(dòng)(Integrated Drive Electronics,以下簡(jiǎn)稱IDE)總線。其中，儲(chǔ)存裝置可為硬盤驅(qū)動(dòng)器(Hard-disc drive)、或者固態(tài)硬盤(solid-state storagedrive)。
[0003]基本上，現(xiàn)今的SATA的規(guī)格有SATA 1.0、SATA 2.0、以及STAT 3.0。其中，SATA1.0的資料傳輸速度為1.5Gbit/s，SATA 2.0的資料傳輸速度為3Gbit/s，而SATA 3.0的資料傳輸速度為6Gbit/s。換言之，隨著SATA規(guī)格的演進(jìn)，主機(jī)與儲(chǔ)存裝置之間的傳輸速度可以不斷地提升。再者，于SATA 3.0的規(guī)格中更支持原生指令序列(Native CommandQueuing,以下簡(jiǎn)稱NCQ)以達(dá)成主機(jī)與儲(chǔ)存裝置之間更高的資料傳輸效能。
[0004]對(duì)于支持NCQ的儲(chǔ)存裝置來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)存裝置可以由主機(jī)接收多個(gè)指令。而儲(chǔ)存裝置并不會(huì)根據(jù)接收指令的順序(in order)來(lái)執(zhí)行這些命令。相反地，儲(chǔ)存裝置會(huì)判斷指令的型態(tài)以及資料的儲(chǔ)存位置來(lái)重新編排執(zhí)行指令的順序。
[0005]根據(jù)SATA 3.0的規(guī)格，支持NCQ的儲(chǔ)存裝置可以連續(xù)接收主機(jī)發(fā)出的32個(gè)指令，而儲(chǔ)存裝置可以不按照次序(out of order)來(lái)執(zhí)行這些指令。
[0006]舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)儲(chǔ)存裝置收到主機(jī)產(chǎn)生的32個(gè)讀取指令。當(dāng)儲(chǔ)存裝置重新編排執(zhí)行讀取指令的順序之后，儲(chǔ)存裝置即開(kāi)始將每個(gè)讀取指令所對(duì)應(yīng)的讀取資料回傳至主機(jī)。其中，當(dāng)任何一個(gè)讀取指令完成之后，主機(jī)可以再次產(chǎn)生一個(gè)新的讀取指令至儲(chǔ)存裝置。如此，儲(chǔ)存裝置中隨時(shí)都有32個(gè)待執(zhí)行的讀取指令，將可以大幅度地提高儲(chǔ)存裝置的讀取效倉(cāng)泛。
[0007]然而，在現(xiàn)今的SATA 3.0的規(guī)格下，當(dāng)儲(chǔ)存裝置在回傳讀取資料后，主機(jī)會(huì)很難將新的指令傳送至儲(chǔ)存裝置。以下詳細(xì)說(shuō)明之。
[0008]根據(jù)SATA 3.0規(guī)格中的規(guī)范，當(dāng)主機(jī)以及儲(chǔ)存裝置同時(shí)有資料要傳送至對(duì)方時(shí)，主機(jī)必須先延遲(postpone)其框資料傳輸(frame transmiss1n)。換言之，當(dāng)主機(jī)以及儲(chǔ)存裝置同時(shí)發(fā)起一個(gè)框資料傳輸要求(request for frame transmiss1n)時(shí),儲(chǔ)存裝置的框資料傳輸?shù)膬?yōu)先權(quán)(pr1rity)會(huì)高于主機(jī)的框資料傳輸。再者，框資料(frame)中的內(nèi)容可以是讀取資料、寫(xiě)入資料或者是指令。
[0009]假設(shè)儲(chǔ)存裝置收到32個(gè)讀取指令后，儲(chǔ)存裝置會(huì)不間斷地將相對(duì)應(yīng)的讀取資料回傳至主機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)存裝置不間斷地回傳32筆讀取資料至主機(jī)的過(guò)程，主機(jī)所發(fā)出的框資料傳輸要求幾乎都會(huì)被延遲。所以，主機(jī)必須等到儲(chǔ)存裝置將所有32筆的讀取資料傳送完成，且儲(chǔ)存裝置中已經(jīng)沒(méi)有任何的待執(zhí)行讀取指令時(shí)，主機(jī)才可成功的發(fā)出框資料傳輸要求并將新的讀取指令傳送至儲(chǔ)存裝置。
[0010]由以上的說(shuō)明可知，當(dāng)儲(chǔ)存裝置中無(wú)法隨時(shí)都有待執(zhí)行的讀取指令時(shí)，將無(wú)法提高儲(chǔ)存裝置的讀取效能。再者，雖然上述是以讀取指令為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。相同的狀況也可以運(yùn)用在寫(xiě)入指令以及寫(xiě)入資料的傳輸。
[0011]因此，如何在符合SATA規(guī)格的總線架構(gòu)下，讓儲(chǔ)存裝置中隨時(shí)都有待執(zhí)行的指令，使得儲(chǔ)存裝置能夠高效能的運(yùn)作，即為本發(fā)明所欲達(dá)成的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是有關(guān)于一種儲(chǔ)存裝置的資料傳輸控制方法，該儲(chǔ)存裝置利用一串行式進(jìn)階技術(shù)附加裝置總線連接至一主機(jī)，該方法包括下列步驟:發(fā)出X_RDY基元至該主機(jī)；于收到該主機(jī)發(fā)出的R_RDY基兀時(shí),對(duì)該主機(jī)進(jìn)行一第一框資料傳輸；于完成該第一框資料傳輸之后，進(jìn)行一第二框資料傳輸之前的一特定時(shí)間周期內(nèi)，發(fā)出多個(gè)SYNC基元至該主機(jī)；于該特定時(shí)間周期內(nèi)，若該主機(jī)未發(fā)出X_RDY基元時(shí)，進(jìn)行該第二個(gè)框資料傳輸。
[0013]本發(fā)明是有關(guān)于一種儲(chǔ)存裝置，利用一串行式進(jìn)階技術(shù)附加裝置總線連接至一主機(jī)，該儲(chǔ)存裝置包括:一控制單元，用以接收該主機(jī)發(fā)出的多個(gè)讀取指令，并對(duì)應(yīng)輸出多個(gè)讀取資料至該主機(jī)，其中，該控制單元是對(duì)該主機(jī)進(jìn)行多個(gè)框資料傳輸用以傳遞所述讀取資料至該主機(jī)；一閃存，連接至該控制單元；以及一高速緩存，連接至該控制單元；其中，當(dāng)該控制單元完成一第一框資料傳輸并進(jìn)行一第二框資料傳輸之前，等待一特定時(shí)間周期；以及，若該主機(jī)未對(duì)該控制單元發(fā)出一第三框資料傳輸時(shí)，于該特定時(shí)間周期之后，該控制單元進(jìn)行該第二框資料傳輸。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下，其中:
[0015]圖1所繪示本發(fā)明固態(tài)硬盤與主機(jī)的連接示意圖。
[0016]圖2與圖3為SATA規(guī)格中主機(jī)與固態(tài)硬盤之間在鏈接層的基元傳遞示意圖。
[0017]圖4所繪示為本發(fā)明固態(tài)硬盤的資料傳輸控制方法流程圖。
[0018]圖5A與圖5B為本發(fā)明主機(jī)與固態(tài)硬盤之間在鏈接層的基元傳遞示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下的說(shuō)明是以固態(tài)硬盤利用SATA總線連接至主機(jī)為例，說(shuō)明本發(fā)明的資料傳輸控制方法。但本發(fā)明并不限定于固態(tài)硬盤，也可以運(yùn)用于硬盤驅(qū)動(dòng)器。
[0020]請(qǐng)參照?qǐng)D1，其所繪示本發(fā)明固態(tài)硬盤與主機(jī)的連接示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，主機(jī)112以及固態(tài)硬盤110符合SATA 3.0的規(guī)格，并且固態(tài)硬盤110是為支持NCQ的儲(chǔ)存裝置，而主機(jī)112也是支持NCQ的主機(jī)。
[0021]如圖1所示，主機(jī)112利用SATA總線120連接至固態(tài)硬盤110中的控制單元101，使得主機(jī)112與固態(tài)硬盤101之間可以進(jìn)行指令、寫(xiě)入資料與讀取資料的傳遞。
[0022]再者，固態(tài)硬盤110中包括一高速緩存103與一閃存105?？刂茊卧?01連接至閃存105與高速緩存103。
[0023]高速緩存103連接至控制單元101用以暫時(shí)儲(chǔ)存主機(jī)120輸入的寫(xiě)入資料、或者暫時(shí)儲(chǔ)存主機(jī)120要求的讀取資料。
[0024]亦即，當(dāng)主機(jī)112發(fā)出寫(xiě)入指令時(shí)，控制單元101先將寫(xiě)入資料暫存于高速緩存103，之后再將寫(xiě)入資料由高速緩存103轉(zhuǎn)存至閃存105。當(dāng)主機(jī)112發(fā)出讀取指令時(shí)，控制單元101由閃存105中提取讀取資料并暫存于高速緩存103，之后再將高速緩存103中的讀取資料輸出至主機(jī)112。
[0025]請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為SATA規(guī)格中主機(jī)與固態(tài)硬盤之間在鏈接層(link layer)的基元(primitive)傳遞示意圖。其為固態(tài)硬盤110傳遞多筆框資料至主機(jī)112的示意圖。而基元(primitive)亦可稱為原指令。
[0026]如圖所示，于時(shí)間點(diǎn)TO之前，主機(jī)112與固態(tài)硬盤110之間沒(méi)有任何框資料傳輸(frame transmiss1n)需要進(jìn)行時(shí),主機(jī)112與固態(tài)硬盤110都會(huì)自行發(fā)出SYNC基元至對(duì)方，用以通知對(duì)方現(xiàn)在并未有任何框資料傳輸需要被進(jìn)行。另外，當(dāng)主機(jī)112或者固態(tài)硬盤110無(wú)法收到對(duì)方的SYNC基元時(shí)，即可確定SATA總線120已經(jīng)被拔除而沒(méi)有達(dá)成連接了。
[0027]于時(shí)間點(diǎn)Tl，固態(tài)硬盤110需要傳送資料(例如讀取資料)至主機(jī)112，因此發(fā)出X_RDY基元用以通知主機(jī)112框資料傳輸已經(jīng)準(zhǔn)備就緒(frame transmiss1n is ready)。
[0028]于時(shí)間點(diǎn)T2，主機(jī)112發(fā)出R_RDY基元，用以響應(yīng)固態(tài)硬盤110已