数据存储装置的装置维护的制作方法

1.本文公开的至少一些实施例大体上涉及数据存储装置，且更具体地说，涉及维护数据存储装置。


背景技术：

2.在现场使用期间，例如当在车辆(例如，汽车或类似者)中使用时，数据存储装置可能未以最优方式操作。通常，数据存储装置可能没有机会执行例行维护操作，例如碎片整理、修整、刷新、耗损均衡、无用单元收集、其组合，以及类似者。这例如可能是因为数据存储装置在未接收到访问存储器单元的命令的情况下接收不到足够时间来完成维护操作。
3.需要改善对数据存储装置的维护。


技术实现要素：

4.本公开的一个实施例提供一种系统，其包括：数据存储装置，所述数据存储装置包含主机接口、集成电路存储器单元以及处理装置，所述处理装置经配置以运行固件以执行经由所述主机接口接收的命令所请求的操作、由所述处理装置标识的独立于经由所述主机接口接收的命令的维护操作；以及主机计算装置，其耦合到所述主机接口以提供带有地址的命令，以根据所述地址访问所述集成电路存储器单元；其中响应于请求，所述主机计算装置经配置以：将向所述主机接口传输访问集成电路存储器单元的命令的速率降低到低于阈值；以及使所述数据存储装置通电以使所述数据存储装置执行所述维护操作。
5.本公开的另一实施例提供一种数据存储装置，其包含：主机接口，其以通信方式耦合到主机计算装置；集成电路存储器单元；以及处理装置，其经配置以运行固件以执行经由所述主机接口接收的命令所请求的操作、由所述处理装置标识的独立于经由所述主机接口接收的命令的维护操作，且其中响应于在所述主机接口中接收的进入更新模式的请求，所述处理装置经配置以：经由所述固件将所述维护操作变更优先顺序(reprioritize)到比所述主机接口中接收的来自所述主机计算装置主机命令所请求的操作相对更高的优先级，以及执行所述维护操作中的一或多者。
6.本公开的又一实施例提供一种方法，其包括：响应于来自主机计算装置的进入更新模式的请求，将从所述主机计算装置向数据存储装置的主机接口传输访问所述数据存储装置的集成电路存储器单元的命令的速率降低到低于阈值；以及对所述数据存储装置供电以使所述数据存储装置运行固件以执行由所述数据存储装置的处理装置标识维护操作，所述维护操作独立于经由所述主机接口接收到的访问所述集成电路存储器单元的所述命令。
附图说明
7.参考附图，附图形成本公开的一部分且说明其中可实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
8.图1是根据实施例的具有经由通信总线连接的计算装置的车辆的示意性框图。
9.图2是根据实施例的图1的数据存储装置的框图。
10.图3展示根据实施例的说明用于维护数据存储装置的方法的流程图。
11.图4展示根据实施例的说明用于维护数据存储装置的方法的流程图。
12.全篇相似参考标号表示相似部分。
具体实施方式
13.数据存储装置可用在例如但不限于车辆(例如，汽车)机载的多种应用中。数据存储装置可用于各种车辆系统，包含但不限于发动机、信息娱乐系统、作为数据记录器、其组合，或类似者。
14.通常，数据存储装置的处理装置可能不具有足够的处理能力来执行例如读取和写入操作的操作到特定存储器单元且同时执行典型维护操作，例如但不限于碎片整理、刷新、耗损均衡优化以及其合适的组合。一般以与数据存储装置的读取和写入操作相比相对较低的优先级来对维护操作进行优先级排序。在一些情况下，维护操作限于在以低于阈值请求速率接收读取和写入请求时执行。因此，维护操作可能不被执行，且随着时间推移，数据存储装置可能以不那么理想的状态操作。
15.本公开中所描述的方法、装置和系统实现更新模式，其中针对数据存储装置执行维护操作。每当数据存储装置的读取和写入请求不重要时(例如当车辆被停放以供维护时)，所述更新模式可通过例如服务技术人员(例如在维修机构处)发起。在更新模式期间，主机计算装置可减少(或完全停止)读取和写入请求。在实施例中，数据存储装置可对维护操作变更优先顺序，使得维护操作具有比读取和写入请求相对更高的优先级。
16.在实施例中，当主机计算装置以通信方式耦合到网络时，更新模式还可包含针对数据存储装置的固件更新。
17.在本说明书中描述的实施例可例如产生在失效之前具有提升的寿命的数据存储装置，尤其是在汽车应用中。
18.一种系统包含数据存储装置和主机计算装置。所述数据存储装置包含：主机接口；集成电路存储器单元；以及处理装置。所述处理装置经配置以运行固件以执行经由所述主机接口接收的命令所请求的操作，以及由所述处理装置标识的独立于经由所述主机接口接收的命令的维护操作。所述主机计算装置耦合到所述主机接口以提供带有地址的命令，以根据所述地址访问所述集成电路存储器单元。响应于请求，所述主机计算装置经配置以：将向所述主机接口传输访问集成电路存储器单元的命令的速率降低到低于阈值；以及使所述数据存储装置通电以使所述数据存储装置执行所述维护操作。
19.还公开一种数据存储装置。所述数据存储装置包含：以通信方式耦合到主机计算装置的主机接口；集成电路存储器单元；以及处理装置。所述处理装置经配置以运行固件以执行经由所述主机接口接收的命令所请求的操作，以及由所述处理装置标识的独立于经由所述主机接口接收的命令的维护操作。响应于所述主机接口中接收的进入更新模式的请求，所述处理装置经配置以经由所述固件将所述维护操作变更优先顺序到与所述主机接口中接收的来自所述主机计算装置的主机命令所请求的操作相比相对更高的优先级。处理装置还经配置以执行维护操作中的一或多者。
20.还公开一种实施于车辆中的方法。所述方法包含响应于来自主机计算装置的进入
更新模式的请求，将从所述主机计算装置向数据存储装置的主机接口传输访问所述数据存储装置的集成电路存储器单元的命令的速率降低到低于阈值。所述方法进一步包含对所述数据存储装置供电，以使所述数据存储装置运行固件以执行由所述数据存储装置的处理装置标识的维护操作，所述维护操作独立于经由所述主机接口接收到的访问所述集成电路存储器单元的所述命令。
21.根据车辆中的实施方案以额外细节描述数据存储装置和主机计算装置。应了解，根据描述的原理，描述的系统和方法适用于除车辆外的系统中。
22.图1是根据实施例的具有经由通信总线105连接的计算装置的车辆100的示意性框图。根据实施例，所述计算装置至少包含主机计算装置110和数据存储装置115。在实施例中，车辆100是汽车，且可例如是自主车辆、半自主车辆，或类似者。
23.主机计算装置110可表示例如车辆100中的各种计算装置。举例来说，主机计算装置110可为信息娱乐系统(infotainment system)、黑匣子数据记录器、高级驾驶辅助系统(adas)、发动机控制器、相机系统、存储服务、其合适的组合，或类似者。
24.主机计算装置110经由通信总线105以通信方式耦合到数据存储装置115。通信总线105可利用选定通信协议，例如但不限于外围组件互连(pci)、外围组件互连高速(pcie)，或类似者。
25.在所说明的实施例中，车辆100进一步包含传感器120。主机计算装置110以通信方式耦合到传感器120。将传感器120说明为经由通信总线105以通信方式耦合到主机计算装置110。在实施例中，传感器120中的一或多者可经由无线连接或经由无线连接与通信总线105的有线连接的组合来以通信方式耦合到主机计算装置110。
26.传感器120可经配置以收集与车辆100的操作相关的信息。举例来说，传感器120可经配置以收集与车辆100的速度、加速度、减速等相关的信息。在实施例中，车辆100可另外包含一或多个致动器以例如响应于从传感器120接收的一或多个值而对车辆100的至少一部分施加控制。在实施例中，传感器120可经配置以将感测到的值流式传输到数据存储装置115以供存储。
27.车辆100可包含额外特征，例如，电源125。在实施例中，电源125可以是电连接到主机计算装置110和电连接到数据存储装置115的电池。应了解，车辆100可包含多种额外特征。
28.图2是根据实施例的图1的数据存储装置115的框图。在实施例中，数据存储装置115是固态驱动器(ssd)。在另一实施例中，数据存储装置115可以是硬盘驱动器(hdd)、快闪存储器、动态随机存取存储器(dram)、磁带、网络附接存储装置，或类似者。
29.数据存储装置115包含主机接口130、处理装置135、固件140和存储媒体145。
30.主机接口130以通信方式耦合到通信总线105(图1)。主机接口130可例如呈标准化接口的形式，例如但不限于串行高级技术附件(sata)、通用串行总线(usb)、外围组件互连高速(pcie)或类似者。主机接口130在主机计算装置110与存储媒体145之间传送信息。
31.主机接口130负责在数据存储装置115与主机计算装置110(图1)之间传送控制、访问、数据和其它信号。
32.处理装置135响应于来自主机计算装置110的通信而运行固件140以执行操作。固件140包含例如提供数据存储装置的控制、监测和数据操纵的计算机程序类型。固件140控
制处理装置135在操作数据存储装置115时的操作，例如在存储媒体145中存储和访问数据。
33.固件140可经配置以包含用于例如在数据存储装置处于更新模式时执行维护操作的指令。举例来说，固件140包含一系列维护操作，例如但不限于扫描、碎片整理、修整、刷新、耗损均衡、无用单元收集，或其任何组合。可基于存储媒体145的类型来限定维护操作的顺序。举例来说，顺序可取决于存储媒体是否包含单层单元(slc)、多层单元(mlc)、三层单元(tlc)或四层单元(qcc)而变化。维护操作的顺序一般并不重要，且可变化。另外，维护操作中的一或多者可基于其对于存储媒体145的类型的有效性而不被包含。在实施例中，主机计算装置110可连接到网络。在此类实施例中，维护操作可包含对固件140进行更新。
34.当未处于更新模式时，固件140中限定的维护操作可具有默认优先级。维护操作的默认优先级可相对低于经由主机接口130接收的命令所请求的操作。即，相对于维护操作，经由主机接口130接收的命令所请求的操作，例如读取、写入或其组合，通常为较高优先级。因此，可能不会频繁地或有时完全不执行维护操作。
35.固件140中限定的更新模式使得维护操作优先于经由主机接口130接收的命令所请求的操作。在实施例中，当经由主机接口130接收的命令所请求的操作的请求速率低于阈值时，或替代地，当经由主机接口130接收的命令所请求的操作停止一段时间时，可进入更新模式。
36.存储媒体145的至少一部分是非易失性的。即，存储媒体145无需电力来维护存储在存储媒体145中的数据或信息，且所述数据或信息在存储媒体145断电且接着再次通电之后可获取。可使用例如基于“与非(nand)”门的快闪存储器、相变存储器(pcm)、磁存储器(mram)、电阻式随机存取存储器、3d xpoint或类似者来实施存储媒体145的存储器单元150。因此，存储媒体145是非易失性的，且可在无电力的情况下将其中存储的数据保持数天、数月或数年。在实施例中，存储器单元150可以是单层单元(slc)、多层单元(mlc)、三层单元(tlc)、四层单元(qlc)，或类似者。
37.数据存储装置115可利用易失性存储器来存储处理装置135所用的运行时数据和指令。举例来说，可使用易失性动态随机存取存储器(dram)、易失性静态随机存取存储器(sram)，或类似者。易失性存储器需要电力来维护其中存储的数据或信息，且当电力中断时，所述数据或信息快速或立即丢失。在实施例中，处理装置135可替代地或另外包含进程内高速缓冲存储器。
38.在实施例中，处理装置135可将数据存储装置115的性能数据存储在存储媒体145中。在此类实施例中，处理装置135可监测维护操作如何影响数据存储装置115的总体性能。接着，可使用性能数据来例如确定固件140中的维护操作的次序。在此类实施例中，处理装置135可基于更新模式的预期持续时间而选择性地确定要在更新模式中执行哪些维护操作，从而选择在数据存储装置115的性能方面具有相对较高提高度的维护操作来首先执行。
39.非暂时性计算机可读存储媒体可用于存储固件140的指令。当指令由处理装置135执行时，所述指令使处理装置135执行在下文进一步详细论述的方法。在一个实例中，存储媒体145包含存储固件140的指令的非暂时性计算机可读存储媒体。
40.图3展示根据实施例的说明用于维护数据存储装置的方法200的流程图。举例来说，方法200可实施于图1的车辆100中，所述车辆具有如图1和2中展示的主机计算装置110和数据存储装置115。
41.图3的方法200包含在框205处由主机计算装置110确定是否已接收到进入更新模式的请求。所述请求可以是由例如服务技术人员以多种方式生成的经销商服务命令。举例来说，服务技术人员可将服务计算机连接到主机计算装置110，且使经销商服务命令生成且从服务计算机发送到主机计算装置110。
42.如果尚未接收到请求，则所述方法包含在框210处将数据从传感器120流式传输到数据存储装置115。框210可大体上表示传感器120的进行中或正常操作。即，传感器120大体上可经配置以在未处于更新模式时将数据流式传输到数据存储装置115。在实施例中，传感器120可经配置以将数据从传感器120流式传输到数据存储装置115。在另一实施例中，传感器120可经配置以将数据流式传输到主机计算装置110，所述主机计算装置接着将所述数据发送到数据存储装置115。
43.响应于由主机计算装置110接收的请求，方法200包含在框215处将从主机计算装置110向主机接口130传输访问存储媒体集成电路存储器单元150的命令的速率降低到低于阈值。在实施例中，将从主机计算装置110向主机接口130传输访问存储媒体集成电路存储器单元150的命令的速率降低可包含完全停止命令(例如速率0)。
44.此外，响应于接收到请求，方法200包含在框220处(例如经由电源125)对数据存储装置115供电，以使得数据存储装置115执行维护操作。通常，当数据存储装置115不从主机计算装置110接收访问存储媒体集成电路存储器单元150的命令时，数据存储装置115经配置以进入降低功率模式(例如睡眠或休眠模式)。数据存储装置115可经配置以(例如经由固件)在数据存储装置115处于降低功率模式的情况下不执行维护操作。在框220处，可执行对数据存储装置115的供电以防止数据存储装置115进入降低功率模式，或如果已经处于降低功率模式，则使数据存储装置进入全功率模式。
45.在实施例中，在框220处的供电可包含主机计算装置110向数据存储装置115发送防止数据存储装置115进入降低功率模式的信号。在实施例中，数据存储装置115处于全功率模式，且框220防止数据存储装置115切换到降低功率模式。在实施例中，如果数据存储装置115先前处于降低功率模式，则框220可包含在更新模式期间从主机计算装置向数据存储装置115发送信号以进入全功率模式且维持全功率模式。因此，框220可防止在更新模式期间从数据存储装置115去除电力。当数据存储装置115接收到进入全功率模式的信号且未接收请求时，触发维护操作。
46.如果电力被去除，或维护操作已完成，则可退出更新模式。应了解，在实施例中，可由服务技术人员生成退出更新模式的显式命令。在退出更新模式后，不再降低从主机计算装置110向主机接口130传输访问存储媒体集成电路存储器单元150的命令的速率(即，返回到正常速率)。
47.图4展示根据实施例的说明用于维护数据存储装置的方法250的流程图。举例来说，方法250可在图2的数据存储装置115中实施。
48.方法250包含在框255处由处理装置135确定是否已经由主机接口130接收到进入更新模式的请求。所述请求可以是由例如服务技术人员以多种方式生成的经销商服务命令。举例来说，服务技术人员可将服务计算机连接到主机计算装置110，且使经销商服务命令生成且从服务计算机发送到主机计算装置110。
49.如果未经由主机接口130接收到请求，则方法250包含在框260处经由主机接口130
从主机计算装置110或传感器120接收数据。框260可大体上表示传感器120或主机计算装置110的进行中或正常操作。即，传感器120、主机计算装置110或其组合大体上经配置以在未处于更新模式时将数据流式传输到数据存储装置115。
50.响应于经由主机接口130接收到请求，方法250包含在框265处由处理装置135将维护操作变更优先顺序到与主机接口130中接收的来自主机计算装置110的主机命令所请求的操作相比相对更高的优先级。在框265处，可通过以下方式完成由处理装置135对维护操作进行的变更优先顺序：将维护操作的优先级升高到相对高于主机接口130中接收的来自主机计算装置110的主机命令所请求的操作；在主机接口130处阻止主机命令一段时间；将主机接口130中接收的来自主机计算装置110的主机命令所请求的操作的优先级降低到相对低于维护操作的优先级；或其合适的组合。
51.在框270处，由处理装置135执行维护操作中的一或多者。
52.在完成维护操作后，处理装置135可经配置以退出更新模式。在实施例中，处理装置135可经配置以响应于(例如从主机接口130)接收到指示退出更新模式的请求(例如由服务技术人员生成)的信号而退出更新模式。响应于接收到指示退出更新模式的请求的信号，处理装置135经配置以将主机命令变更优先顺序到比维护操作相对更高的优先级。即，处理装置135经配置以使维护操作返回到其默认优先级。
53.尽管在上文参考图1和2的车辆100和数据存储装置115的组件描述了方法300和400的示例性实施方案，但应认识到，此类实施方案并无限制性，且方法300和400的其它实施方案处于本公开的范围内。
54.计算机可读存储媒体(例如非暂时性计算机可读存储媒体)的实例包含但不限于能够存储计算机程序的任何有形媒体，所述计算机程序供可编程处理装置用以通过对输入数据进行操作且生成输出来执行本文所描述的功能。计算机程序是可在计算机系统中直接或间接用以执行某一功能或确定某一结果的指令集。计算机可读存储媒体的实例包含但不限于：软盘；硬盘；随机存取存储器(ram)；只读存储器(rom)；半导体存储器装置，例如但不限于可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪存储器或类似者；便携式光盘只读存储器(cd
‑
rom)；光学存储装置；磁性存储装置；其它类似装置；或前述各者合适的组合。
55.在一些实施例中，硬接线电路系统可与软件指令组合使用。因此，本说明书既不限于硬件电路系统和软件指令的任何特定组合，也不限于由数据处理系统执行的指令的任何特定来源。
56.本文所使用的术语旨在描述实施例，而非旨在进行限制。除非另外明确规定，否则术语“一”以及“所述”也包含复数形式。术语“包括(comprise和/或comprising)”在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在或添加。
57.应理解，可在不脱离本公开的范围的情况下，尤其在所采用的构造材料和零件的形状、大小和布置方面作出细节改变。本说明书和所描述的实施例仅是实例，本公开的真实范围和精神由所附权利要求书指示。