一种用于SATANCQ命令的控制器与系统的制作方法

本发明涉及微电子，具体而言，涉及一种用于sata ncq命令的控制器与系统。

背景技术：

1、原生命令队列（native command queuing，ncq）是串行 ata（serial advancedtechnology attachment，sata）协议中的一项重要技术，它允许硬盘根据磁头当前位置和数据请求位置，动态调整读写顺序，从而减少磁头寻道次数，降低访问延迟，提升多任务处理能力。

2、在现有的sata ncq传输方案中，主机（host）通常采用串行处理机制：即必须等待当前队列（queue）的命令列表（command list）读取完毕、帧信息结构（fis）发送完毕，并在收到设备的dma setup fis后，读取物理区域描述符表（prd）并开始数据传输。在此数据传输过程中，控制器通常处于忙等待状态，无法及时处理其他队列的命令。这种串行处理模式导致多个ncq队列无法真正并行执行，造成了传输效率的浪费，尤其是在多任务并发访问的场景下，系统吞吐量受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于sata ncq命令的控制器与系统，以改善上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明实施例提供一种用于sata ncq命令的控制器，所述控制器设置有m个命令寄存器、m个中继单元、m个描述符单元以及决策模块；

4、第m命令寄存器用于存储主机下发的第m队列命令，第m队列命令包括第m基地址的存储地址和第m帧信息结构的存储地址；第m中继单元用于存储第m队列命令相关的第m基地址和第m帧信息结构；第m描述符单元用于存储第m队列命令相关的物理区域描述符，1≤m≤m；

5、所述决策模块用于对m个命令寄存器、m个中继单元、m个描述符单元进行轮询，并基于设定的优先级顺序生成并发送目标消息，其中，所述目标消息为优先级顺序依次降低的基地址读请求、帧信息结构读请求、物理区域描述符读请求以及数据读请求中的任一种。

6、可以对m个命令寄存器、m个中继单元、m个描述符单元进行轮询，并基于设定的优先级顺序生成并发送目标消息，打破单个队列命令的串行处理机制，可以并行处理多个队列命令，实现ncq多队列在命令解析、参数获取和数据传输阶段的深度重叠，有效提升系统整体iops（每秒输入/输出操作次数）。

7、第二方面，本发明实施例提供一种sata ncq命令处理系统， sata ncq命令处理系统包括第一存储器、主机、sata设备以及上述的用于sata ncq命令的控制器；

8、控制器分别与主机和sata设备连接，所述主机与所述第一存储器连接。

9、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1. 一种用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，所述控制器设置有m个命令寄存器、m个中继单元、m个描述符单元以及决策模块；

2. 如权利要求1所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，所述决策模块包括第一调度单元、第二调度单元、第三调度单元以及优先级调度单元；

3. 如权利要求2所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，所述第一调度单元对m个命令寄存器进行轮询，若存在待处理状态的命令寄存器，则根据第ka基地址的存储地址，生成第ka基地址读请求，所述第ka基地址读请求包括第ka基地址的存储地址和第ka命令寄存器的标识，所述第ka命令寄存器为处于待处理状态时间最久的命令寄存器。

4. 如权利要求3所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，在目标消息为第ka基地址读请求时，所述优先级调度单元用于将所述目标消息发送给第一存储器；

5. 如权利要求2所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，所述第二调度单元用于对m个中继单元进行轮询，若存在初阶中继单元，则根据第kb帧信息结构的存储地址，生成第kb帧信息结构读请求；

6. 如权利要求5所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，在目标消息为第kb帧信息结构读请求时，所述优先级调度单元用于将所述目标消息发送给第一存储器；

7. 如权利要求2所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，所述第三调度单元对m个描述符单元进行轮询，若存在待处理状态的描述符单元，则生成与第kd物理区域描述符对应的数据读请求；

8. 如权利要求7所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，在目标消息为数据读请求时，所述优先级调度单元用于将所述数据读请求发送给第一设备，当第kd物理区域描述符对应的操作类型为写数据时，第一设备为第一存储器，当第kd物理区域描述符对应的操作类型为读数据时，第一设备为sata设备；

9. 如权利要求7所述的用于sata ncq命令的控制器，其特征在于，生成与第kd物理区域描述符对应的数据读请求，包括：

10. 一种sata ncq命令处理系统，其特征在于，sata ncq命令处理系统包括第一存储器、主机、sata设备以及权利要求1-9中任一项所述的用于sata ncq命令的控制器；