CN101162608A - 闪存的存储块的标识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闪存的存储块的标识方法，将存储块的标识区分为逻辑地址标识区、数据状态标识区及读写控制区，逻辑地址标识区对应标识数据区的逻辑地址标识，数据状态标识区分别对应标识数据区的为空、忙、擦除状态，读写控制区对应记录数据区的存储、待写、擦除状态。当需写入数据的数据区存储有数据时，省略了写入过程中需先等待该数据区进行擦除的操作时间，提高闪存的数据写入速度。当闪存处于非读写数据时，对读写控制区为擦除的数据区进行擦除操作，并对擦除后的数据区按损耗均衡算法进行排序，同时更新数据区的逻辑地址标识区，提高闪存操作效率的同时保证了闪存的使用寿命。

Description

闪存的存储块的标识方法

【所属技术领域】

本发明涉及一种闪存(Flash Memory)的存储块的管理的方法，尤其涉及一种闪存的存储块的标识方法。

【背景技术】

近年来，闪存(Flash Memory)因其没有机械部件，可靠性高，节省电力，得到快速的发展。闪存没有移动部件，所以抗震性较强；同时可以做到机器运转无噪音，运行时将更加安静。因而，闪存被广泛应用于存储卡、MP3播放器、笔记本电脑等消费电子产品。符合消费类电子产品体积小、重量轻、速度快、携带方便的发展趋势。

如图1所示，现有的闪存的存储块分为数据区和标识区，标识区根据数据区是否存有数据而相应标识为忙或空。当向闪存的存储块写入数据时，首先，根据写入操作指令将该所要写入的存储块的逻辑地址转换为物理地址，若该物理地址对应的数据区存储有数据时，则需先将数据擦除成为不存储数据的空置块后，再对该空置块写入数据。其中，在对数据进行擦除操作时，数据写入操作处于等待状态，即，必需等待数据擦除后在写入数据。从而，数据写入因需先擦除数据而占用不必要的等待时间，耗费时间整个数据写入时间，降低闪存的数据写入的效率。

由此，如何提供一种提高闪存的写入数据的速度，则成为当前提高闪存的存储块的数据读写效率的发展趋势。

【发明内容】

本发明提供一种闪存的存储块的标识方法，提高数据的写入速度，提升闪存的存储块的数据读写效率。

本发明还提供一种基于上述闪存的存储块的标识方法进行数据写入的方法，减少数据写入的时间，提高闪存的使用性能。

为实现上述发明目的，本发明提供一种闪存的存储块的标识方法，闪存的存储块包括数据区及标识区，其中，标识区分为逻辑地址标识区、数据状态标识区及记录区，逻辑地址标识区对应标识每一数据区的逻辑地址标识，数据状态标识区对应每一数据区的状态分别标识为空、忙，记录区对应记录数据区的读写更新次数。

本发明还提供基于上述闪存的存储块的写入数据的方法，数据处理系统与所述闪存建立连接后，闪存的控制器根据闪存的标识区的信息，构建地址映射表，建立数据块堆栈，建立标识区堆栈，之后，向上述闪存的存储块写入数据的操作，包括如下步骤：

1.)系统发出写入数据操作指令；

2.)将数据所需写入的逻辑地址转换位相对应的物理地址，并根据地址映射表进行寻址找到对应的第一数据区；

3.)若第一数据区的数据标识状态为空，则将数据写入该第一数据区，同时将该第一数据区的数据状态标识为忙，对应的读写控制区更新为存储；

4.)若第一数据区的数据标识状态为忙，则查询读写控制区，并寻址到数据状态标识为空的第二数据区，将数据写入第二数据区；

5.)更新地址映射表，将第二数据区的逻辑地址标识改为第一数据区的逻辑地址标识；

6.)将第二数据区的数据状态改为忙，读写控制区改为存储；

7.)将第一数据区的读写控制区改为擦除，将第一数据区的逻辑地址标识更新并与其他待擦除的数据区进行排序。

8.)数据的写入操作完成。

由上述技术方案可知，本发明闪存的存储块的标识方法，通过将标识区区分为逻辑地址标识区、数据状态标识区及记录区，数据状态标识区记录数据区的空、忙的状态，当需写入数据的数据区为忙的状态时，将数据写入状态为空的另一数据区中，因此，省略了数据写入过程中需先等待数据区进行擦除的操作时间，提高闪存的数据写入速度，当闪存的存储块处于非读写数据的状态时，再对需擦除的数据区进行擦除操作，提高了闪存读写数据的效率。

【附图说明】

图1现有技术的闪存的存储块的结构示意图。

图2是本发明闪存的存储块的示意图。

图3是本发明闪存的存储块的写入数据后的示意图。

图4是发明闪存的存储块进行擦除操作后的示意图。

图5是发明闪存的存储块的标识方法的存储块的写入数据的操作的流程图。

【具体实施方式】

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本发明闪存的存储块结构及其标识方法，其具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图2，本发明闪存的存储块区分为数据区及与数据区相对应的标识区。标识区包括逻辑地址标识区、数据状态标识区、记录区及读写控制区。标识区的逻辑地址标识区标记相应数据区的逻辑地址标识，闪存具有控制电路，在闪存加电使用时，控制电路根据各数据区的逻辑地址标识分别建立与物理地址相对应的地址映射表，从而需对不同的数据区读写数据时，仅需按照逻辑地址标识操作即可。例如，逻辑地址标识为B1时，则该逻辑地址B1相对应的数据区为标识为A1的数据区，从而使得需对逻辑地址标识为B1的数据区进行操作时，即对数据区A1进行操作。

数据状态标志区标识数据区的存储状态，当数据区存储有数据时，则该数据区的数据状态标识区的标志则为忙，即该数据快暂时不能写入数据；若该数据区没有存储数据，则相应的数据状态标识区的标识为空；若该数据区中的数据是需要擦除的数据，则在数据读写过程中，该数据区的数据状态仍然标识为忙，而等待闪存的存储块处于非读写数据状态时，再对该数据区进行擦除操作。

记录区标识相应数据区的更新次数，即，该数据区写入数据并被擦除完成后，该记录区的相应数字加1，表示该数据区被更新操作1次。读写控制区针对数据区的数据状态所需进行的操作信息进行记录，当数据区的数据状态标识为忙时，读写控制区的标识为存储；当数据区的数据状态标识为忙，但此时数据需写入该数据区，则数据会写入另一数据状态标识为空更新次数最少的数据区，从而读写控制区将该本应写入数据的数据区标识为擦除；如该读写控制区的数据状态标识为空时，则该数据相应的读写控制区记录为待写，表示该数据区等待写入数据。

如图2所示，具体地，以数据区A1举例说明数据区与标识区中的逻辑地址标识区、数据状态标识区、记录区及读写控制区之间的关系。逻辑地址标识区标识为B1对应数据区A1中存储有数据，其数据状态标识区标识为忙，根据数据区A1记录区标识得知，数据区A1已经进行过一次数据更新操作，当闪存处于读写数据过程中，数据区A1的读写控制区的标识为存储，若需向数据区A1写入数据，此时因数据区A1存储有数据时，则读写控制区将数据区A1记录为擦除，等待闪存的存储块处于非读写数据状态时，根据数据区A1的读写控制区的擦除信息对数据区A1进行擦除操作。

为详细说明本发明闪存的存储块的标识方法，下面具体以写入数据至数据区的操作过程为例进行描述。

闪存与外部数据处理系统电性连接时，闪存的控制电路初始化时，建立各数据块的逻辑地址标识与物理地址之间的地址映射表并存储于控制器的随机存储器(RAM)中。当向本发明闪存的存储块写入数据时，将数据所需写入的逻辑地址转换为物理地址，例如，当数据所要写入的逻辑地址标识为B1的数据区，由地址映射表得知，数据需要写入对应的数据区A1中，根据数据状态标识区判断数据区A1的状态，由图2可知，数据区A1处于忙的状态，则将数据区A1对应的读写控制区标识为擦除，此时，控制电路查询读写控制区的信息可知数据区A2为待写，将数据直接写入数据区A2，更新数据区A2的地址映射表，从而，当读取数据时，可依据逻辑地址标识B2读取到写入数据的数据区A2中的数据，而不是错误读取到数据区A1中的数据，如图3所示。

当本发明闪存的存储块处于非读写数据状态时，则读写控制区依据记录的信息，而对需要擦除的各数据区，如，对数据区A1、A3进行擦除操作，同时，对应的记录区加1，如，将数据区A1、A3的纪录区标识相应更新为2、3，相应地，数据状态标识区更改为空，读写控制区标识为待写，并按损耗均衡算法(Wear Leveling)对数据区A1、A3进行排序，并据此将更新后的A1、A3对应的逻辑地址标识区写入地址映射表以待进行下次数据写入操作，如图4所示。

如图5，为基于本发明闪存的存储块的标志方法进行数据写入操作步骤的流程图。数据处理系统与所述闪存建立连接后，闪存的控制器根据闪存的各空闲区的信息，构建地址映射表，建立数据块堆栈，建立空闲区堆栈，之后，向上述闪存的存储块写入数据的操作，包括如下，该数据写入步骤包括：

1.)系统发出写入数据操作指令；

2.)将数据所需写入的逻辑地址转换位相对应的物理地址，并根据地址映射表进行寻址找到对应的数据区A1；

3.)若数据区A1的数据标识状态为空，则将数据写入数据区A1，同时将数据区A1的数据状态标识为忙，对应的读写控制区更新为保存；

4.)若数据区A1的数据标识状态为忙，则查询读写控制区，并寻址到数据状态标识为空的数据区A2，将数据写入数据区A2；

5.)更新逻辑地址映射表，将数据区A2的逻辑地址改为数据区A1的逻辑地址；

6.)将数据区A2的数据状态改为忙，读写控制区改为存储；

7.)将数据区A1的读写控制区改为擦除，并将数据区A1的逻辑地址与其他待擦除的数据区进行排序，以待擦除。

8.)数据的写入操作完成。

当上述写入数据的操作完成后，且闪存的各存储块处于非读写数据状态时，系统根据读写控制区的状态对标识为擦除的各数据区进行数据擦除操作，擦除后的各数据区的数据状态标识去更新为空，读写控制区标识为待写，之后，系统根据损耗均衡算法对擦除后的各数据区进行排序，并相应地把擦除后的各数据区的逻辑地址标志区中的逻辑地址标识写入系统的地址映射表中。

综上所述，本发明闪存的存储块的标识方法，将闪存的标识区区分为逻辑地址标识区、数据状态标识区、记录区及读写控制区，从而，当需向本发明的闪存写入数据时，若该数据所要写入的数据区存储有数据时，则将数据写入数据状态标识区标识为空的另一数据区中，等待闪存处于非读写数据状态时，再对需擦除的数据区进行擦除操作，因此，数据写入的操作过程中，仅需对数据区的数据状态作判断为非空状态后，将数据写入数据状态为空的空置的数据区中，直接省略了对数据状态为非空的数据区进行进一步的擦除操作，节省数据写入的等待擦除操作时间，从而明显提高闪存的存储块的数据写入操作速度，有利地提高了闪存的操作效率。

此外，本发明闪存的存储块的标识方法在对需擦除的数据区进行擦除操作后的排序中，采用损耗均衡算法，有效地减小各数据区的操作更新次数的不均衡对闪存的使用寿命的影响，保证闪存的读写效率的同时，提高闪存的存储块的数据区的使用效率。

Claims (7)

1.一种闪存的存储块的标识方法，闪存的存储块包括数据区及标识区，其特征在于：标识区分为逻辑地址标识区、数据状态标识区及记录区，逻辑地址标识区对应标识数据区的逻辑地址标识，数据状态标识区对应数据区的状态分别标识为空、忙，记录区对应记录数据区的更新次数。

2.根据权利要求1所述的闪存的存储块的标识方法，其特征在于：所述的数据区的数量与逻辑地址标识区、数据状态标识区及控制区相等。

3.根据权利要求1所述的闪存的存储块的标识方法，其特征在于：所述的数据状态标识区依次将数据状态标识为空的数据区按损耗均衡算法排序，当数据写入的数据区的状态为忙时，根据记录区的更新次数，将数据写入状态为空且更新次数最少的数据区。

4.根据权利要求1所述的闪存的存储块的标识方法，其特征在于：所述标识区还包括读写控制区，所述读写控制区分别根据数据区的空、忙状态标识为待写、存储、擦除，当所述数据所要写入的数据区为忙时，读写控制区将该数据写入状态为空的数据区，并将该状态为空的数据区的逻辑地址标识更新为所述状态为忙的数据区的逻辑地址标识，同时，所述写入数据的状态为空的数据区对应的读写控制区标识为存储，数据状态标识区相应地将该写入数据的数据区的数据状态标识为忙，其读写控制区对应标识为擦除。

5.根据权利要求4所述的闪存的存储块的标识方法，其特征在于：当闪存处于空闲状态时，系统根据所述读写控制区为擦除的数据区进行擦除操作，并按照记录区的标识对擦除后的数据区进行损耗均衡算法排序，同时更新数据区对应的逻辑地址标识。

6.根据权利要求1所述的闪存的存储块的写入数据的方法，数据处理系统与所述闪存建立连接后，闪存的控制器根据闪存的标识区的信息，构建地址映射表，建立数据块堆栈，建立标识区堆栈，之后，向上述闪存的存储块写入数据的操作，包括如下步骤：

1.)系统发出写入数据操作指令；

2.)将数据所需写入的逻辑地址转换位相对应的物理地址，并根据地址映射进行寻址找到对应的第一数据区；

3.)若第一数据区的数据标识状态为空，则将数据写入该第一数据区，同时将该第一数据区的数据状态标识为忙，对应的读写控制区更新为存储；

4.)若第一数据区的数据标识状态为忙，则查询读写控制区，并寻址到数据状态标识为空的第二数据区，将数据写入第二数据区；

5.)更新地址映射表，将第二数据区的逻辑地址标识改为第一数据区的逻辑地址标识；

6.)将第二数据区的数据状态改为忙，读写控制区改为存储；

7.)将第一数据区的读写控制区改为擦除，将第一数据区的逻辑地址标识更新并与其他待擦除的数据区进行排序。

8.)数据的写入操作完成。

7.根据权利要求6所述的闪存的存储块的写入数据的方法，其特征在于：步骤8.)还进一步包括：当所述的闪存的存储块处于非读写数据的状态时，系统根据读写控制区的状态对标识为擦除的数据区进行数据擦除操作，擦除后的数据区的数据状态标识更新为空，读写控制区标识为待写，之后，系统根据损耗均衡算法对擦除后的数据区进行排序，并相应地把擦除后的数据区的逻辑地址标志区中的逻辑地址标识写入系统的地址映射表中。

Images