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一种以页为单位的nand闪存管理方法

Abstract

本发明公开的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:对闪存进行扫描判断得到好页坏页,并形成坏页表,然后剔除坏页表中的坏页信息,将坏页表转换成映射表;所述映射表是只有好页的逻辑地址到物理地址的一个对应关系;本发明以页为单位来管理,页是块的更小单位,这样可以把坏块中的好页利用起来,提高闪存的实际可使用容量。同时,该管理方法能将部分废弃的闪存和因生产缺陷而无法使用的闪存,重新按照页的方式来使用,回收利用,有很好的发展前景。

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CN101339537B

China

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English
Inventor
孙银明
Current Assignee
Phicomm Shanghai Co Ltd

Worldwide applications
2008 CN

Application CN2008100458086A events
2011-11-23
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Description

一种以页为单位的NAND闪存管理方法
技术领域
本发明涉及移动存储设备的闪存数码产品,特别是一种以页为单位的NAND闪存管理方法。
背景技术
根据现有闪存自身的特性,在出厂和使用过程中都会出现坏块,必须有相应的方法来管理。
传统的管理方法都按照块为单位进行管理,只要该块内有坏的位或者是坏的位数超出了限定值,就将该块废弃。这种以块为单位的管理方法,主要缺点是闪存利用率低,同时两种方法的共同缺点是数据的回拷贝消耗较大,这是由闪存的自身特性决定的。随着闪存的发展每块的容量不断增大,丢弃整块的做法会产生很大的浪费,以页为单位的管理方法就显得非常的重要。
对于闪存中块页和扇区的关系,以三星K9F2G08UOM为例,它由2048个块组成,每块有64个页组成,每页有4个扇区组成,每个扇区的大小是512个字节。闪存大概的发展趋势是每块的页数目增加,目前最大128页,每页的扇区数目增加,有8,16,32不等,即单个块的容量增大了很多。
对于由生产工艺缺陷造成的闪存损坏,比如所有块的某页(或某些页)全部损坏,或者某扇区(或某些扇区)损坏,用块管理的方法就会判定为坏块,不可使用,而页管理的方法就可以利用其中的好页,使闪存重新得到利用。
发明内容
本发明为解决上述问题提供了一种以页为单位的NAND闪存管理方法,特别适用于坏块数多且坏块内有好页的情况,可以大幅提高闪存的利用率。
本发明的技术方案如下:
一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:对闪存进行扫描判断得到好页坏页,并形成坏页表,然后剔除坏页表中的坏页信息,将坏页表转换成映射表;所述映射表是只有好页的逻辑地址到物理地址的一个对应关系。
NAND闪存是一种比硬盘更好的存储介质,“NAND”是与非门的意思,代表其存储的原理,这种闪存效率很高,加上存储单元面积小和写(编程)和擦除操作的速率快等优点,使它成为当今低成本消费市场的主要存储介质。
所述好页坏页用一个位表示,即位信息,“1”表示坏页,“0”表示好页,8个页的好坏位刚好组成一个8位数据,如“20H”,二进制就是“0010 0000”则表示第6个页是坏页,依次类推,闪存有多少页就有多少个位信息。
所述将坏页表转换成映射表,是指将单个位的坏页信息转换为物理地址信息,然后剔除坏页对应的物理地址信息,最后得到只保留了好页物理地址信息的映射表。
所述物理地址信息包括页所在的块地址和页地址,所述物理地址信息为4个字节。
所述映射表中的逻辑地址是连续的,物理地址是不连续的。
所述坏页表的位信息分成很多小段来管理,每段的好页数相等,最后一个段的好页数可以不等,每一段就称为一个区。
所述坏页表转换成映射表是按照区来进行的,即一次只转换一个区,当操作的逻辑地址不在该区内时,就建立新的区,每个区的大小指定比较灵活,根据闪存的容量和系统资源来分配。也就是说实际的对闪存的访问就变成了,先建立坏页表,然后根据访问的闪存的页地址,计算它在哪个区内,然后建立区的闪存影射表,得到实际操作的闪存物理地址。
本发明的有益效果如下:
本发明以页为单位来管理,页是块的更小单位,这样可以把坏块中的好页利用起来,提高闪存的实际可使用容量。同时,该管理方法能将部分废弃的闪存和因生产缺陷而无法使用的闪存,重新按照页的方式来使用,回收利用,有很好的发展前景。
具体实施方式
实施例1
一种以页为单位的NAND闪存管理方法,对闪存进行扫描判断得到好页坏页,并形成坏页表,然后剔除坏页表中的坏页信息,将坏页表转换成映射表;所述映射表是只有好页的逻辑地址到物理地址的一个对应关系。
NAND闪存是一种比硬盘更好的存储介质,“NAND”是与非门的意思,代表其存储的原理,这种闪存效率很高,加上存储单元面积小和写(编程)和擦除操作的速率快等优点,使它成为当今低成本消费市场的主要存储介质。
闪存在使用之前都需要对其块的好坏进行分析,方法一般有两种,一是检测闪存出厂时候的标记,二是工具扫描检测。第一种方式对块管理方法有效,但是通常出厂的标记也存在误差,所有基本不使用,第二种方式使用比较普遍,简单来说先向闪存的某块写入数据,然后再读出该数据,和写入时候的数据比较,有差异认为块为坏,反之则认为块为好块。页的好坏扫描的方法大致相同,页数据的写读比较有差异就认为该页不可用。
所述好页坏页用一个位表示,即位信息,“1”表示坏页,“0”表示好页,8个页的好坏位刚好组成一个8位数据,如“20H”,二进制就是“0010 0000”则表示第6个页是坏页,依次类推,闪存有多少页就有多少个位信息。
所述将坏页表转换成映射表,是指将单个位的坏页信息转换为物理地址信息,然后剔除坏页对应的物理地址信息,最后得到只保留了好页物理地址信息的映射表。
所述物理地址信息包括页所在的块地址和页地址,所述物理地址信息为4个字节。
所述映射表中的逻辑地址是连续的,物理地址是不连续的。
所述坏页表的位信息分成很多小段来管理,每段的好页数相等,最后一个段的好页数可以不等,每一段就称为一个区。
如坏页的数据为“0010 0001 000 00001 0000 0100”顺序从左到右,以字节为单位转换。首先分析,一共有24个页信息,坏页4个,好页20个,那么实际可用的逻辑地址区间就是1-20,得到的映射表就是(均以十六进制表示):
 
逻辑 物理地址 逻辑 物理地址
1 00 00 00 02 11 00 00 00 0E
2 00 00 00 03 12 00 00 00 0F
3 00 00 00 04 13 00 00 00 10
4 00 00 00 05 14 00 00 00 11
5 00 00 00 07 15 00 00 00 12
6 00 00 00 08 16 00 00 00 14
 
7 00 00 00 0A 17 00 00 00 15
8 00 00 00 0B 18 00 00 00 16
9 00 00 00 0C 19 00 00 00 17
10 00 00 00 0D 20 00 00 00 18
其中“00 00 00 01”,“00 00 00 06”,“00 00 00 09”,“00 00 00 13“4个页为坏页不可用,已经从映射表中剔除。
在坏页表转换成映射表时,都是按照区来进行的,即一次只转换一个区,当操作的逻辑地址不在该区内时,就建立新的区,每个区的大小指定比较灵活,根据闪存的容量和系统资源来分配。也就是说实际的对闪存的访问就变成了,先建立坏页表,然后根据访问的闪存的页地址,计算它在哪个区内,然后建立区的闪存影射表,得到实际操作的闪存物理地址。
实施例2
针对一片MLC类型的HYUT088G2M闪存,属于废弃闪存的管理,说明如下:
闪存从单位存储单元存储的信息量的角度,可以分为SLC,MCL和QLC等几种,以后随着技术的发展还会有更新的。SLC是指每个存储单元存储一个信息,MLC则存储2个信息位,QLC存储4个信息位。
废弃闪存一般是出厂检测全部为坏块,或者是使用过程中出现坏块过多,导致块管理方法放弃使用的部分闪存。
该闪存的容量是1G字节,共有4096个物理块,每块128个页,每页4个扇区2048字节。
扫描的结果显示:4096个物理块中,完全好的块没有,有2768个块中存在可以使用的页,其中最多的一个块中有124个页可以用,最少的是8个页可以使用。经统计,一共有254656个页可以使用,每个页的大小为2K字节,即该闪存实际可以使用的容量为497M字节。建立坏页表和映射表后,闪存可以正常使用。
实施例3
针对一片MLC类型K9L8G08UOM的闪存,由加工缺陷造成坏页的管理,说明如下:
加工缺陷造成的损坏,一大特点就是坏块或坏页分布是有规律的,页管理方法对这种情况效果很好。
该闪存的容量是1G字节,共有4096个物理块,每块128个页,每页4个扇区2048字节。
用块管理方法,扫描的结果是一半为坏块,实际可以使用的容量为512M字节。改用页管理的方法,扫描精确到页,发现以下规律,每个坏块都有可以用的页,且基本都是坏块的前64页为坏页,后64页为好页。再对坏块中的好页进行多次读写测试,无异常,判定属于工艺缺陷造成的损坏。
扫描的结论是块管理,2048个好块,2048个坏块,实际可以使用的闪存容量就是512M字节;页管理,2048个好块共262144个好页,2048个坏块中共131072个好页,即总共393216个好页,实际可使用的闪存容量为768M字节。建立坏页表和映射表后,闪存可以正正常使用。

Claims (6)
Hide Dependent

1.一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:对闪存进行扫描判断得到好页坏页,并形成坏页表,然后剔除坏页表中的坏页信息,将坏页表转换成映射表;所述映射表是只有好页的逻辑地址到物理地址的一个对应关系;所述将坏页表转换成映射表,是指将单个位的坏页信息转换为物理地址信息,然后剔除坏页对应的物理地址信息,最后得到只保留了好页物理地址信息的映射表。
2.根据权利要求1所述的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:所述好页坏页用一个位表示,即位信息,“1”表示坏页,“0”表示好页。
3.根据权利要求1所述的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:所述物理地址信息包括页所在的块地址和页地址,所述物理地址信息为4个字节。
4.根据权利要求1所述的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:所述映射表中的逻辑地址是连续的,物理地址是不连续的。
5.根据权利要求1所述的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:所述坏页表的位信息分成很多小段,每段的好页数相等,最后一个段的好页数不等,每一段就称为一个区。
6.根据权利要求1所述的一种以页为单位的NAND闪存管理方法,其特征在于:所述坏页表转换成映射表是按照区转换的,即一次只转换一个区。