用NiosII搭建的固態(tài)盤(pán)設(shè)備系統(tǒng)

　　3.3 緩存管理模塊

　　緩存管理模塊主要負(fù)責(zé)緩存的管理，所有與緩存相關(guān)的操作均須通過(guò)緩存管理模塊提供的接口函數(shù)來(lái)完成。緩存管理模塊管理的基本單元是緩存片（buffer clip），對(duì)每次傳輸請(qǐng)求，緩存管理將根據(jù)給定信息在緩存空間中開(kāi)辟一個(gè)緩存片，用于該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)交換。根據(jù)緩存片可能的繁忙程度，可以給予其不同的駐留時(shí)間，一種可行的方法是將物理緩存空間分成若干段，每段對(duì)應(yīng)不同的駐留時(shí)間，開(kāi)辟緩存片之前可以首先定位到某個(gè)段再進(jìn)行操作。這樣可以有效地提高緩存片碎片整理和維護(hù)的工作效率。

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

        表2 緩存管理模塊對(duì)外接口函數(shù)

　　其中申請(qǐng)緩存片的操作是唯一一個(gè)必須對(duì)外開(kāi)放的接口，其他3個(gè)對(duì)緩存段的操作接口屬于可選式開(kāi)放，即如果外部不需要的話，可以由緩存管理模塊自行進(jìn)行緩存段的整理工作。

　　申請(qǐng)緩存片是緩存操作中最常用的操作。在具體過(guò)程中，需要判斷數(shù)據(jù)段是否已經(jīng)被緩存，以及當(dāng)前緩存空間是否有足夠的空間開(kāi)辟新的緩存片，并在必要時(shí)對(duì)緩存空間進(jìn)行一些整理以獲取相關(guān)資源等。一種可行的操作流程如圖6所示。

圖6 緩存片申請(qǐng)操作流程

　　在上述操作中，需要用到很多與緩存相關(guān)的操作，例如，查詢狀態(tài)、創(chuàng)建片、調(diào)整片、刪除片等。這些操作都封裝成通用的處理函數(shù)集成在緩存管理模塊內(nèi)部，供上層策略調(diào)用，但對(duì)外并不開(kāi)放。

　　結(jié)語(yǔ)

　　基于NiosII搭建的固態(tài)盤(pán)設(shè)備系統(tǒng)完整地實(shí)現(xiàn)了固態(tài)盤(pán)應(yīng)有的功能。通過(guò)使用靈活的SOPC系統(tǒng)，配合弱耦合的軟件結(jié)構(gòu)，使得核心算法的開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)的相關(guān)程度降到了最低，極大地方便了核心算法的獨(dú)立開(kāi)發(fā)。這就使系統(tǒng)能夠在保證基本功能的同時(shí)，擁有了足夠的靈活性來(lái)面對(duì)各種可能的需求。

　　固態(tài)盤(pán)是近幾年最有希望替代硬盤(pán)成為主流存儲(chǔ)設(shè)備的新型存儲(chǔ)設(shè)備，各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)算法等技術(shù)都在不斷的更新。面對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題，研究固態(tài)盤(pán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各種關(guān)鍵算法不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，同時(shí)還有廣闊的應(yīng)用前景。

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