CN101562045A - 一种数据擦除方法、装置及固态硬盘 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种数据擦除方法、装置及固态硬盘，所述方法包括：向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。本发明实施例的方法、装置及固态硬盘提高了数据擦除速度，实现了对多个数据块的并发快速擦除，同时也提高了总线的利用率。

Description

一种数据擦除方法、装置及固态硬盘

技术领域

本发明涉及存储技术领域，具体地涉及一种数据擦除方法、装置及固态硬盘。

背景技术

固态硬盘(Solid State Disk，SSD)技术与采用传统磁介质的技术不同，是一种采用电存储介质进行数据存储和读取的技术。SSD作为新型的存储设备，针对SSD数据销毁方法业界还没有统一的标准。基于FLASH介质的SSD，通过擦除其数据块(Block)可以达到销毁数据的目的。数据块是FLASH的基本存储单元，例如三星的一款型号为K9GA8G08BOM的FLASH，其BLOCK大小为512K+16K字节。但是，擦除SSD中的数据块需要消耗相当长的一段时间，例如一个528K的数据块，其完整的数据擦除时间可能为1.5ms，而一个SSD包括多个FLASH，每个FLASH包括多个Block，因此要对SSD中的大量数据块进行数据擦除时，将会需要较长的时间。

图1为现有技术的串行擦除数据块的方法流程图。现有技术对SSD中的FLASH存储器中的数据块进行串行擦除操作，即擦除完毕一块数据后，再开始擦除下一块数据。现有技术的串行数据块擦除方法对其中一块数据块进行擦除时包括以下步骤：

步骤S101、控制器向FLASH下发擦除设置命令(Auto Block Erase SetupCommand)60h。

步骤S102、控制器向该FLASH下发需要擦除的数据块的地址1；如果所述数据块的地址为24bit，在8bit的I/O总线上需要连续发送三段8bit地址RowAddl、Row Add2、Row Add3以表示一个完整的数据块地址1。

步骤S103、控制器向该FLASH下发擦除命令(Erase Command)D0h。

步骤S104、该FLASH根据擦除命令D0H对上述数据块进行擦除，即FLASH进入到数据块的擦除过程中。

步骤S105、控制器向该FLASH下发读取状态命令(Read Status Command)70h；

步骤S106、该FLASH向控制器返回状态，即返回对该数据块是否擦除成功的应答信息。例如FLASH向控制器返回I/O0的值，如果I/O0＝0，则表示对该数据块擦除成功，如果I/O0＝1，则表示对该数据块擦除失败。

应用现有技术的上述方法对其中一片FLASH中的一个数据块擦除完毕后，再开始擦除该FLASH中的第二块数据块，如此循环，直至擦除完该FLASH中需要擦除的所有的N块数据块为止。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在以下不足：现有技术的串行数据块擦除方法非常耗时，对总线的利用率低，擦除速度慢。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据擦除方法、装置及固态硬盘，以提高数据擦除效率。

一方面，本发明实施例提供了一种用于固态硬盘的数据擦除方法，所述方法包括：向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

另一方面，本发明实施例提供了一种用于固态硬盘的数据擦除装置，所述装置包括：擦除信息发送单元，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；并发擦除信息发送单元，用于当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

还一方面，本发明实施例提供了一种固态硬盘，所述固态硬盘包括：数据擦除装置，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息，并在所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息；所述闪速存储器，用于接收数据擦除信息并进入数据擦除状态。

本发明实施例在一闪速存储器的数据块的擦除时间内向另一闪速存储器的数据块发送了擦除指令信息，以使另一闪速存储器的数据块进入数据擦除状态，实现了对固态硬盘的多块数据块的并发擦除，提高了对固态硬盘的闪速存储器的数据擦除效率，同时也提高了总线的利用率。

附图说明

图1为现有技术的串行擦除数据块的方法流程图；

图2为本发明实施例的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的整体流程图；

图3为本发明实施例1的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的具体流程图；

图4为本发明实施例1的一种NAND型闪速存储器的功能方框图；

图5为本发明实施例1的固态硬盘的内部连接关系示意图；

图6为本发明实施例1的数据擦除方法的并发擦除时序示意图；

图7为本发明实施例2的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的具体流程图；

图8为本发明实施例2的固态硬盘的内部连接关系示意图；

图9为本发明实施例的3的一种用于固态硬盘的数据擦除装置的功能框图；

图10为本发明实施例4的一种固态硬盘的功能方框图。

具体实施方式

为了使本发明目的、特征、优点更加清楚且易于理解，以下将结合附图对本发明的具体实施方式作详细的解释和阐述。

图2为本发明实施例的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的整体流程图。如图2所示，本发明实施例的数据擦除方法包括如下步骤：

步骤S201、向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；

步骤S202、当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

本发明实施例在一闪速存储器的数据块的擦除时间内向另一闪速存储器的数据块发送了擦除指令信息，以使另一闪速存储器的数据块进入数据擦除状态，实现了对固态硬盘的多块数据块的并发擦除，提高了对固态硬盘的闪速存储器的数据擦除效率，同时也提高了总线的利用率。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种用于固态硬盘的数据擦除方法，通过利用数据块的擦除时间来提高总线利用率，以达到快速数据擦除的目的。

图3为本发明实施例1的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的具体流程图。以下将配合详细实施例来描述应用本发明实施例1的方法进行数据擦除的过程及效果。如图3所示，本发明实施例1的数据擦除方法包括如下步骤：

步骤S301、通过输入输出总线向固态硬盘的一闪速存储器发送数据擦除信息；所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述闪速存储器中一数据块的地址及擦除命令。

图4为本发明实施例1的一种NAND型闪速存储器的功能方框图。如图4所示，本发明实施例1的一种固态硬盘中的一NAND型闪速存储器所包括的各管脚名称或功能分别为：I/O0～I/O7的8个输入/输出引脚、片选使能信号输入端CE#、命令锁存使能信号输入端CLE、地址锁存使能信号输入端ALE、写使能信号输入端WE#、读使能信号输入端RE#、写保护信号输入端WP#、空闲/忙碌引脚R/B#、电源端Vcc及接地端Vss。本发明实施例1的一种NAND型闪速存储器内部还包括地址寄存器(Address register)、状态寄存器(Statusregister)、命令寄存器(Command register)及NAND闪速存储阵列(NANDFlash array)。

图5为本发明实施例1的固态硬盘内部的连接关系示意图。如图5所示，在进行数据擦除操作时，本发明实施例1的固态硬盘的多个FLASH闪速存储器通过8位I/O输入/输出总线与控制器相连接，在本实施例中I/O总线为命令/地址/数据复用总线。同一条I/O总线被定义为一条通道，在本实施例中，该固态硬盘的同一通道上具有8片FLASH芯片；可选地，在其它应用中，该同态硬盘的同一通道上也可以更多的FLASH芯片；本发明实施例1的控制器分别通过控制线与多个FLASH的控制端相连接。该控制线包括片选控制线、命令锁存控制线、地址锁存控制线、写使能控制线、读使能控制线及写保护控制线。与上述控制线相连接的FLASH的各引脚分别为：CE#、CLE、ALE、WE#、RE#及WP#。在本实施例中FLASH的类型为NAND型，可选地，在其它应用中，也可以采用其它类型的FLASH。在本实施例中，各FLASH的R/B#引脚分别与控制器相连接，用于返回FLASH是否忙碌(例如FLASH处于编程状态中或处于数据块擦除状态中)或空闲。可选地，在其它应用中，也可以没有这个R/B#引脚，控制器可以通过读取例如I/O6的信号电平值以获取FLASH是否忙碌或空闲的状态。

图6为本发明实施例1的数据擦除方法的并发擦除时序示意图。如图6所示，从601～606表示控制器对一个FLASH上的一个数据块Block进行擦除时所发送的各指令的执行时间长度及次序。601表示擦除设置命令60h的发送时间，其值为一个时钟周期，其典型值为25～40ns；602表示一FLASH芯片内需要擦除的一数据块的地址1的发送时间，其值为3个时钟周期；603表示擦除命令D0h的发送时间，其值为一个时钟周期；604表示FLASH中一数据块的擦除时间(Block Erase Time)，其典型值为1.5ms；605表示读取状态命令70h的发送时间，其值为一个时钟周期；606表示FLASH返回数据块擦除是否成功的状态应答的时间，其值为一个时钟周期。因此，数据块擦除时间长度远远大于其余各指令的执行时间长度之和。

步骤S302、当所述闪速存储器处于数据擦除状态时，通过输入输出总线向固态硬盘的下一闪速存储器发送对应的数据擦除信息。所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述下一闪速存储器中一数据块的地址及擦除命令。

请结合参考图5和图6，当控制器向固态硬盘的FLASH1发送了擦除设置命令60h、该FLASH1中被擦除的一数据块Block1的地址1和擦除命令D0h后，该数据块Block1进入了被擦除状态；在该数据块Block1的数据块擦除时间(Block Erase Time)内，该FLASH1对总线操作不敏感，同时I/O总线上的数据传送不影响FLASH1对Block1的数据擦除操作，因此控制器在FLASH1的数据块擦除时间内向同一I/O总线上的FLASH2发送擦除设置命令60h、FLASH2中需要被擦除的一数据块Block2的地址2及擦除命令D0h，FLASH2根据控制器发送的擦除信息进入到对Block2的数据擦除状态中；在FLASH2的数据块擦除时间内，控制器向同一总线上的FLASH3发送擦除设置命令60h、FLASH3中需要被擦除的一数据块Block3的地址3及擦除命令D0h，FLASH3根据控制器发送的擦除信息进入到对Block3的数据擦除状态中。以上仅描述了对3片FLASH的数据擦除操作过程，实际上，当一条I/O总线有多片FLASH时，可以一直重复上述操作，直到所有的FLASH都进入到数据擦除状态。由于一个数据块的擦除时间长度远远大于其它命令或地址的发送时间长度，所以一个数据块擦除时间内控制器可以向多个FLASH发送数据擦除信息；同时也由于一个数据块的擦除时间长度远远大于其它命令或地址的发送时间长度，虽然各数据块的擦除开始时间都有一定的滞后和时延，但是可以近似认为多个数据块是同时进入擦除状态，即本发明的方法实现了对多个数据块的并发擦除，从而提高了数据擦除速度，实现了快速数据擦除。

可选地，本发明实施例1的数据擦除方法还可以包括：

步骤S303、当固态硬盘的任一闪速存储器完成数据擦除时，向所述闪速存储器发送读取状态命令，并接收所述闪速存储器返回的数据擦除是否成功的应答。该读取状态命令的命令字为70h，FLASH根据该命令返回对数据块是否擦除成功的应答，例如FLASH返回I/O0＝0表示数据块被成功擦除，返回I/O0＝1表示数据块擦除错误码或失败。

实施例2：

本发明实施例2提高了一种用于固态硬盘的数据擦除方法。

图7为本发明实施例2的一种用于固态硬盘的数据擦除方法的具体流程图。如图7所示，本发明实施例2的数据擦除方法包括如下步骤：

步骤S701、通过多条输入输出总线向固态硬盘的多个闪速存储器发送对应多个数据擦除信息；所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述闪速存储器中一数据块的地址及擦除命令。

步骤S702、当所述多个闪速存储器处于数据擦除状态时，通过多条输入输出总线向固态硬盘的下一组多个闪速存储器发送对应多个数据擦除信息。

请参阅图8，图8为本发明实施例2的固态硬盘内部的连接关系示意图。如图8所示，一条IO总线为一个通道，各通道之间是独立的，各通道之间彼此互不影响。控制器可以同时向固态硬盘的多个通道上的FLASH发送相应的数据块擦除指令或数据块地址。例如在同一时刻，控制器可以通过3条I/O总线向处于三个通道上的FLASH11、FLASH21、FLASH31发送数据擦除信息；当FLASH11、FLASH21及FLASH31进入到数据块擦除时间内时，控制器向FLASH12、FLASH22及FLASH32发送数据擦除信息；当FLASH12、FLASH22、FLASH32进入到数据块擦除时间内时，控制器向FLASH13、FLASH23及FLASH33发送数据擦除信息。依此类推，直至所有待擦除的FLASH都进入对其内的一数据块Block的擦除操作中。由于一个数据块的擦除时间长度远远大于其余各命令的发送时间长度，因此在一个数据块的擦除时间内，控制器可以向固态硬盘中的多个FLASH发送擦除信息，从而实现了对多数据块的近似并行擦除，本发明实施例的方法充分利用于I/O总线的闲置时间，显著提高了数据擦除速度。

可选地，该方法还可以包括步骤S703：当固态硬盘的任一闪速存储器完成数据擦除时，向所述闪速存储器发送读取状态命令，并接收所述闪速存储器返回的数据擦除是否成功的应答。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种用于固态硬盘的数据擦除装置，该装置可以实现对多个数据块的并发擦除，进而实现了快速数据擦除。本实施例的固态硬盘的数据擦除装置可以位于图5和图8所示的固态硬盘的控制器中。

图9为本发明实施例的3的一种用于固态硬盘的数据擦除装置的功能框图。如图9所示，实施例的3的一种用于固态硬盘的数据擦除装置900包括：

擦除信息发送单元910，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述闪速存储器中一数据块的地址及擦除命令。并发擦除信息发送单元920，用于当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。所述擦除信息发送单元910和并发擦除信息发送单元920通过输入输出总线与所述固态硬盘中的闪速存储器相连。

在图5所示的固态硬盘示意图中，数据擦除装置的擦除信息发送单元910，具体用于通过输入输出总线向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；并发擦除信息发送单元920，具体用于当所述闪速存储器处于数据擦除状态时，通过输入输出总线向固态硬盘的下一闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

在图8所示的固态硬盘示意图中，数据擦除装置的擦除信息发送单元910，具体可通过多条输入输出总线向固态硬盘的多个闪速存储器发送对应多个数据擦除信息；并发擦除信息发送单元920，具体可在所述多个闪速存储器处于数据擦除状态时，通过多条输入输出总线向固态硬盘的下一组多个闪速存储器发送对应多个数据擦除信息。

擦除状态获取单元930，用于当固态硬盘的任一闪速存储器完成数据擦除时，向所述闪速存储器发送读取状态命令，并接收所述闪速存储器返回的数据擦除是否成功的应答。

本发明实施例3的一种用于固态硬盘的数据擦除装置，由于当所述闪速存储器处于数据擦除状态时即在该闪速存储器的一数据块的擦除时间内，向固态硬盘的下一闪速存储器发送对应的数据擦除信息，以使其进入擦除状态，并重复上述操作步骤，直到固态硬盘的多个闪速存储器都依次进入了数据块擦除状态，这样就实现了对固态硬盘的多块数据块的并发擦除，提高了对固态硬盘的闪速存储器的数据擦除速率，同时也提高了总线的利用率。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种固态硬盘，其具有一数据擦除装置，利用该装置可以快速并发擦除固态硬盘中的多个数据块。

图10为本发明实施例4的一种固态硬盘的功能方框图。如图10所示，本发明实施例4的一种固态硬盘1000包括：

数据擦除装置900，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器1200发送数据擦除信息，并在所述至少一个闪速存储器1200处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息；所述闪速存储器，用于接收数据擦除信息并进入数据擦除状态。所述数据擦除装置900与所述闪速存储器1200通过输入输出总线相连。所述数据擦除装置900的功能与构成与本发明实施例3相同，在此不赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件完成的，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明的保护范围当视前附的权利要求书范围所界定为准。

Claims (10)

1、一种数据擦除方法，其特征在于，所述数据擦除方法包括：

向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；

当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向固态硬盘的闪速存储器发送数据擦除信息的过程包括：

通过输入输出总线向固态硬盘的闪速存储器发送数据擦除信息。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当固态硬盘的任一闪速存储器完成数据擦除时，向所述闪速存储器发送读取状态命令，并接收所述闪速存储器返回的数据擦除是否成功的应答。

4、根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的方法，其特征在于：

所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述闪速存储器中需擦除数据块的地址及擦除命令。

5、一种数据擦除装置，其特征在于，所述装置包括：

擦除信息发送单元，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息；

并发擦除信息发送单元，用于当所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述擦除信息发送单元和并发擦除信息发送单元通过输入输出总线与所述固态硬盘中的闪速存储器相连。

7、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

擦除状态获取单元，用于当固态硬盘的任一闪速存储器完成数据擦除时，向所述闪速存储器发送读取状态命令，并接收所述闪速存储器返回的数据擦除是否成功的应答。

8、根据权利要求5-7中任一权利要求所述的装置，其特征在于：

所述数据擦除信息包括擦除设置命令、所述闪速存储器中需擦除数据块的地址及擦除命令。

9、一种固态硬盘，其特征在于，包括：

数据擦除装置，用于向固态硬盘的至少一个闪速存储器发送数据擦除信息，并在所述至少一个闪速存储器处于数据擦除状态时，向固态硬盘的其它至少一个闪速存储器发送对应的数据擦除信息；

所述闪速存储器，用于接收数据擦除信息并进入数据擦除状态。

10、根据权利要求9所述的固态硬盘，其特征在于，所述数据擦除装置与所述闪速存储器通过输入输出总线相连。

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