本發(fā)明涉及存儲(chǔ)器控制，尤其涉及一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著通信技術(shù)、航天技術(shù)的飛速發(fā)展，星上存儲(chǔ)器技術(shù)也得到了提升，基于nvme技術(shù)的星載固態(tài)存儲(chǔ)器逐漸發(fā)展和應(yīng)用起來(lái)。星載nvme固態(tài)存儲(chǔ)器具有高速率、大容量等特點(diǎn)，其系統(tǒng)組成較為復(fù)雜、可靠性要求高。同時(shí)由于衛(wèi)星工作環(huán)境存在粒子輻射等影響，有必要對(duì)星載存儲(chǔ)器進(jìn)行冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì)，提高其可靠性和使用壽命。

2、星載nvme固態(tài)存儲(chǔ)器使用cpu或soc來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)控制，當(dāng)主控芯片或存儲(chǔ)介質(zhì)出現(xiàn)異常時(shí)，主控芯片相對(duì)應(yīng)的整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)無(wú)法工作。一般地，可通過(guò)硬件或軟件備份的方案來(lái)進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，提升可靠性。

3、常見(jiàn)的冗余設(shè)計(jì)方案為：對(duì)整個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)器系統(tǒng)進(jìn)行完整的復(fù)制備份，當(dāng)主份或備份存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的某一組件異常時(shí)，進(jìn)行存儲(chǔ)子系統(tǒng)切換，此時(shí)，被替換的整個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)及其配套組件都無(wú)法使用，資源利用率較低；更嚴(yán)重的情況，當(dāng)主備子系統(tǒng)中各有一個(gè)組件失效時(shí)，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)都無(wú)法使用，固態(tài)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的可靠性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)對(duì)整個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)器系統(tǒng)進(jìn)行完整的復(fù)制備份來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余控制，存在資源利用率較低，且當(dāng)主備子系統(tǒng)中各有一個(gè)組件失效時(shí)，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)都無(wú)法使用，導(dǎo)致固態(tài)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的可靠性較低等問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，包括主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)，所述主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)均包括依次連接的控制層、驅(qū)動(dòng)層和存儲(chǔ)介質(zhì)層，所述控制層與驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)控制總線連接，所述驅(qū)動(dòng)層與存儲(chǔ)介質(zhì)層通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接；所述主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)冗余互聯(lián)總線連接；所述存儲(chǔ)介質(zhì)層用于提供大容量存儲(chǔ)空間；所述控制層用于監(jiān)控各組件的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)各組件的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)布總線選通控制指令，所述驅(qū)動(dòng)層根據(jù)總線選通控制指令執(zhí)行上下行總線選通動(dòng)作。

4、本發(fā)明采用分層次的固態(tài)存儲(chǔ)器架構(gòu)設(shè)計(jì)，在驅(qū)動(dòng)層中增加冗余總線設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的自適應(yīng)冗余控制，將冗余控制和切換管理做到更加精細(xì)，實(shí)現(xiàn)多組件冗余組合模式，提高資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，更大地提升星載nvme固態(tài)存儲(chǔ)器的魯棒性和使用壽命。

5、具體地，所述驅(qū)動(dòng)層包括總線處理單元，所述總線處理單元包括：

6、第一上行選通單元，根據(jù)總線選通控制指令選擇上行總線的數(shù)據(jù)通道來(lái)自主存儲(chǔ)器系統(tǒng)還是備存儲(chǔ)器系統(tǒng)；

7、第二上行選通單元，根據(jù)總線選通控制指令選擇上行總線的數(shù)據(jù)通道去往主存儲(chǔ)器系統(tǒng)還是備存儲(chǔ)器系統(tǒng)；

8、第一下行選通單元，根據(jù)總線選通控制指令選擇下行總線的數(shù)據(jù)通道來(lái)自主存儲(chǔ)器系統(tǒng)還是備存儲(chǔ)器系統(tǒng)；

9、第二下行選通單元，根據(jù)總線選通控制指令選擇下行總線的數(shù)據(jù)通道去往主存儲(chǔ)器系統(tǒng)還是備存儲(chǔ)器系統(tǒng)。

10、進(jìn)一步地，在主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中：第一上行選通單元的下游與存儲(chǔ)介質(zhì)層連接，第一上行選通單元的上游與第二上行選通單元連接，第二上行選通單元的上游與控制層連接；第一下行選通單元的上游與控制層連接，第一下行選通單元的下游與第二下行選通單元連接，第二下行選通單元的下游與存儲(chǔ)介質(zhì)層連接；

11、在主存儲(chǔ)器系統(tǒng)與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)之間：主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第一上行選通單元的下游與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第二上行選通單元連接，主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第二上行選通單元的上游與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第一上行選通單元連接；主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第一下行選通單元的上游與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第二下行選通單元連接，主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第二下行選通單元的下游與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的第一下行選通單元連接。

12、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)層包括總線保護(hù)單元，所述總線保護(hù)單元用于在總線處理單元出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行程序刷新。

13、具體地，所述驅(qū)動(dòng)層包括載荷與驅(qū)動(dòng)處理單元，所述載荷與驅(qū)動(dòng)處理單元用于載荷數(shù)據(jù)的接入處理、緩存處理以及存儲(chǔ)讀寫驅(qū)動(dòng)處理。

14、本發(fā)明第二方面提供了一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制方法，包括以下步驟：

15、通過(guò)控制層實(shí)時(shí)監(jiān)控各組件的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)各組件的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)布總線選通控制指令；

16、根據(jù)總線選通控制指令執(zhí)行上下行總線選通動(dòng)作，鏈接主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的總線選通路徑；

17、根據(jù)總線選通路徑啟動(dòng)主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的處理流程。

18、具體地，當(dāng)監(jiān)控到主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和/或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的不同組件出現(xiàn)異常時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)層的總線處理單元切斷異常組件的上下行總線選通路徑，將主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中與異常組件對(duì)應(yīng)的正常組件接入。

19、本發(fā)明第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述自適應(yīng)冗余控制方法的步驟。

20、本發(fā)明第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述自適應(yīng)冗余控制方法的步驟。

技術(shù)特征：

1.一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，包括主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)，所述主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)均包括依次連接的控制層、驅(qū)動(dòng)層和存儲(chǔ)介質(zhì)層，所述控制層與驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)控制總線連接，所述驅(qū)動(dòng)層與存儲(chǔ)介質(zhì)層通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接；所述主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)冗余互聯(lián)總線連接；所述存儲(chǔ)介質(zhì)層用于提供大容量存儲(chǔ)空間；所述控制層用于監(jiān)控各組件的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)各組件的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)布總線選通控制指令，所述驅(qū)動(dòng)層根據(jù)總線選通控制指令執(zhí)行上下行總線選通動(dòng)作。

2.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層包括總線處理單元，所述總線處理單元包括：

3.如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，在主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中：第一上行選通單元的下游與存儲(chǔ)介質(zhì)層連接，第一上行選通單元的上游與第二上行選通單元連接，第二上行選通單元的上游與控制層連接；第一下行選通單元的上游與控制層連接，第一下行選通單元的下游與第二下行選通單元連接，第二下行選通單元的下游與存儲(chǔ)介質(zhì)層連接；

4.如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層包括總線保護(hù)單元，所述總線保護(hù)單元用于在總線處理單元出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行程序刷新。

5.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層包括載荷與驅(qū)動(dòng)處理單元，所述載荷與驅(qū)動(dòng)處理單元用于載荷數(shù)據(jù)的接入處理、緩存處理以及存儲(chǔ)讀寫驅(qū)動(dòng)處理。

6.一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制方法，基于權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制方法，其特征在于，當(dāng)監(jiān)控到主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和/或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的不同組件出現(xiàn)異常時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)層的總線處理單元切斷異常組件的上下行總線選通路徑，將主存儲(chǔ)器系統(tǒng)或備存儲(chǔ)器系統(tǒng)中與異常組件對(duì)應(yīng)的正常組件接入。

8.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求6或7所述的自適應(yīng)冗余控制方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求6或7所述的自適應(yīng)冗余控制方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種存儲(chǔ)器的自適應(yīng)冗余控制系統(tǒng)，包括主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)，主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和備存儲(chǔ)器系統(tǒng)均包括控制層、驅(qū)動(dòng)層和存儲(chǔ)介質(zhì)層，控制層與驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)控制總線連接，驅(qū)動(dòng)層與存儲(chǔ)介質(zhì)層通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接；主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層與備存儲(chǔ)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層之間通過(guò)冗余互聯(lián)總線連接；所述控制層用于監(jiān)控各組件的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)各組件的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)布總線選通控制指令，所述驅(qū)動(dòng)層根據(jù)總線選通控制指令執(zhí)行上下行總線選通動(dòng)作。本發(fā)明采用分層次的固態(tài)存儲(chǔ)器架構(gòu)設(shè)計(jì)，在驅(qū)動(dòng)層中增加冗余總線設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的自適應(yīng)冗余控制，將冗余控制和切換管理做到更加精細(xì)，實(shí)現(xiàn)多組件冗余組合模式，提高資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：喻世德,伍昂,李飛,周嚴(yán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢卓目科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26