3.3 緩存管理模塊

　　緩存管理模塊主要負責緩存的管理，所有與緩存相關的操作均須通過緩存管理模塊提供的接口函數來完成。緩存管理模塊管理的基本單元是緩存片（buffer clip），對每次傳輸請求，緩存管理將根據給定信息在緩存空間中開辟一個緩存片，用于該傳輸的數據交換。根據緩存片可能的繁忙程度，可以給予其不同的駐留時間，一種可行的方法是將物理緩存空間分成若干段，每段對應不同的駐留時間，開辟緩存片之前可以首先定位到某個段再進行操作。這樣可以有效地提高緩存片碎片整理和維護的工作效率。

　　緩存管理模塊對外接口非常簡單，這樣可以有效地隱藏緩存策略，使用段/片兩級管理策略的緩存管理模塊對外接口如表2所列。

        表2 緩存管理模塊對外接口函數

　　其中申請緩存片的操作是唯一一個必須對外開放的接口，其他3個對緩存段的操作接口屬于可選式開放，即如果外部不需要的話，可以由緩存管理模塊自行進行緩存段的整理工作。

　　申請緩存片是緩存操作中最常用的操作。在具體過程中，需要判斷數據段是否已經被緩存，以及當前緩存空間是否有足夠的空間開辟新的緩存片，并在必要時對緩存空間進行一些整理以獲取相關資源等。一種可行的操作流程如圖6所示。

圖6 緩存片申請操作流程

　　在上述操作中，需要用到很多與緩存相關的操作，例如，查詢狀態(tài)、創(chuàng)建片、調整片、刪除片等。這些操作都封裝成通用的處理函數集成在緩存管理模塊內部，供上層策略調用，但對外并不開放。

　　結語

　　基于NiosII搭建的固態(tài)盤設備系統(tǒng)完整地實現了固態(tài)盤應有的功能。通過使用靈活的SOPC系統(tǒng)，配合弱耦合的軟件結構，使得核心算法的開發(fā)與系統(tǒng)的相關程度降到了最低，極大地方便了核心算法的獨立開發(fā)。這就使系統(tǒng)能夠在保證基本功能的同時，擁有了足夠的靈活性來面對各種可能的需求。

　　固態(tài)盤是近幾年最有希望替代硬盤成為主流存儲設備的新型存儲設備，各種系統(tǒng)結構設計和相關算法等技術都在不斷的更新。面對各種實際問題，研究固態(tài)盤的系統(tǒng)結構和各種關鍵算法不僅具有重要的學術意義，同時還有廣闊的應用前景。

　　參考文獻

　　[1] 顧寶發(fā),徐公權,黃德利,等. 固態(tài)盤設計[J]. 電子計算機外部設備，1994，18(3)：14-20.

　　[2] 周瓊： 閃速固態(tài)盤數據存儲中的擦除算法研究[D]. 北京信息控制研究所,1998.

　　[3] 邸海霞. 固態(tài)盤緩存設計技術研究[D]. 航天工業(yè)總公司第二研究所,1998.

　　[4] 王曉東,郝志航. 大容量固態(tài)記錄器技術[J]. 光學精密工程,2001,9(4):396-400.

　　[5] 李剛,韓松. 大容量高速固態(tài)盤設計[J]. 電子測量技術,2006,29(2): 129-130.

　　[6] Cernea R,Lee D J, Mofidi M,et al. A 34 Mb 3.3 V serial flash EEPROM for solidstate disk applications. SolidState Circuits Conference,1995. Digest of Technical Papers. 42nd ISSCC,1995 IEEE International[C]. 1995: 126-127,350.

　　[7] Chanik Park,Talawar P, Daeski Won,et al. A High PeRFormance Controller for NAND Flashbased Solid State Disk (NSSD). NonVolatile Semiconductor Memory Workshop,2006.IEEE NVSMW[C],2006: 17-20.