CN101339537B - 一种以页为单位的nand闪存管理方法 - Google Patents
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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。
Description
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)
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。
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