CN101562051A - 闪存介质扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供种一种闪存扫描方法，包括：选择扫描等级；根据选择的扫描等级，使用与扫描等级对应的扫描方式对闪存介质进行扫描，形成至少一扫描结果；整合扫描结果，得到最终扫描结果。本发明设多个扫描等级，一定程度上兼顾扫描速度和扫描的全面性，以便根据待扫描闪存介质的特性和扫描要求，选择合适的扫描等级，在保证准确性的前提下提高扫描速度。

Description

闪存介质扫描方法

技术领域

本发明涉及半导体存储介质领域，特别涉及一种闪存介质扫描方法。

背景技术

闪存介质(Flash)包括多个存储块简称块(Block，擦除闪存介质的基本单位)，每个块包括多个页(Page，读写闪存介质的基本单位)，每个页包括多个位(bit，取值为0或1)。可以实现取值从“0”到“1”和从“1”到“0”的逆转换的位称为好位，否则认为是坏位，不能用于存储数据。为识别闪存介质是否可以使用，需扫描其内部的块。现有一种闪存介质扫描的流程如图1所示，判断某块是否好块的做法是将某块擦除，然后写数据到该块，再从每一页中读出数据，与写入的数据相比较。当某页中超过预定数量的位出现写入和读出的数据不相同，则认为该页是不可使用的页，简称坏页；否则认为该页是好页。同理，当某块中超过预定数量的页为坏页，则认为该块是不可使用的块，简称坏块；否则认为该块是好块。对于包含较少坏块的闪存介质，采用上述扫描方法就可以顺利完成识别。

随着闪存介质技术和应用的快速发展，闪存介质市场越来越大，容量越来越高，开发商对闪存介质扫描效率和闪存介质良率提出新的要求，有的要求能够快速找出坏块完成识别，有的要求能够全面准确地找出坏块，还有的则要求又快速又准确地完成识别。对于多种扫描要求，现有的闪存介质扫描算法已经无法同时满足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种闪存介质扫描方法，以实现对闪存介质不同等级的扫描，从而满足各种扫描要求。

本发明提供一种闪存扫描方法，通过对闪存扫描确定闪存好块和坏块，包括步骤：选择扫描等级；根据选择的扫描等级，使用与扫描等级对应的扫描方式对闪存介质进行扫描，形成至少一扫描结果；整合扫描结果，得到最终扫描结果。

优选地，上述扫描方式包括：将闪存介质所有块擦除；检查闪存介质，判断是否正确擦除，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机。

优选地，上述扫描方式还包括：将扫描数据写入指定地址；检查指定地址的数据，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机；将闪存介质中指定块擦除；检查闪存介质指定块，判断是否正确擦除，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机。

上述扫描数据为全“0”。

优选地，上述扫描方式还包括：将正扫描数据写入指定地址；检查指定地址的数据，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机；将闪存介质中指定块擦除；将反扫描数据写入指定地址；检查指定地址的数据，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机。

优选地，上述闪存扫描方法还包括：快速检查闪存介质的步骤。

优选地，上述快速检查介质是读取闪存介质中的块中至少一页、页中至少一位和/或至少一字节中的数据，检查数据是否被正确擦除，找出未能正确擦除的块，将其认为是坏块。

优选地，上述扫描方式还包括：将正扫描数据写入指定地址；检查指定地址的数据，产生扫描结果；将扫描结果发给执行扫描的主机。

优选地，上述正扫描数据取反得到反扫描数据；正扫描数据和反扫描数据均为非全“0”的扫描数据。

优选地，上述闪存扫描方法根据产生的扫描结果剔除坏块，对好块进行数据写入、读取、擦除和/或扫描。

本发明提供的闪存介质扫描方法，根据对扫描的不同需求和严格程度将扫描分成多个等级，不同扫描等级对应的扫描方式不同。高扫描等级对应的扫描方式严格全面，可以对闪存中所有的页中所有的位进行扫描，非常全面但扫描速度较低。低扫描等级对应的扫描方式不需对闪存介质进行写操作，可在很短时间内完成扫描，但扫描准确度不高。另外还设有多个中间等级，一定程度上兼顾扫描速度和扫描的全面性，以便根据待扫描闪存介质的特性和扫描要求，选择合适的扫描等级，在保证准确性的前提下提高扫描速度。

附图说明

图1是本发明第一实施例闪存扫描方法流程示意图；

图2是本发明第二实施例擦除扫描方式流程示意图；

图3是本发明第三实施例的扫描方式流程示意图；

图4是本发明第四实施例的扫描方式流程示意图；

图5是本发明第五实施例的扫描方式流程示意图；

图6是本发明第六实施例快速检查方式流程示意图；

图7是本发明第七实施例对块扫描的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本发明提出第一实施例通过设置多个不同的扫描等级对闪存介质进行扫描，根据扫描等级确定扫描方式，从而可以实现对闪存介质分别进行不同精度、不同速度的扫描，满足多种扫描要求。

图1示出本实施例闪存扫描方法流程示意图，包括步骤：

步骤S1，选择扫描等级；预设的多个扫描等级，每个扫描等级对应不同的扫描方式，以分别满足多种扫描要求，根据扫描要求和闪存介质的特性选择扫描等级；

步骤S2，根据选择的扫描等级，使用与扫描等级对应的扫描方式对闪存介质进行扫描，形成至少一扫描结果；

步骤S3，整合上述步骤S2形成的扫描结果，得到最终扫描结果。

基于上述实施例本发明还提出第二实施例。本实施例中的扫描等级包括第一等级，第一等级对应的扫描方式为擦除扫描方式，即对闪存介质擦除后，检查部分或全部数据是否正确擦除，据此找出坏块的过程。

如图2所述，擦除扫描方式包括步骤：

步骤S11，将闪存介质所有块擦除；

步骤S12，检查闪存介质，判断块中的数据是否正确擦除，产生扫描结果；

步骤S13，将扫描结果发给执行扫描的主机，流程结束。

具体来说，在上述扫描周期过程的步骤S12是读取闪存介质中的块中至少一页、页中至少一位和/或至少一字节中的数据，检查数据是否被正确擦除，找出未能正确擦除的块，将其认为是坏块。由于好块被擦除后，其中的所有位都应为“1”，因此将读出数据不为“1”的位所在的块认为是无法正确擦除的坏块，读出数据全为“1”的块认为是可以正确擦除的好块。执行该步骤时，可以读取并判断所有块中的所有数据，也可仅抽取至少一块，对块中至少一页读取数据；进一步地，对抽取的至少一页也不读取所有位，而是仅抽取页中至少一位或至少一字节，检查这些位或字节的数据。抽取页、位和/或字节可使用随机算法实现。步骤S12产生的扫描结果包括闪存个质各块中包含好、坏页的信息。

步骤S13，将扫描结果发给执行扫描的主机，供主机根据所有各块的好、坏页信息生成闪存介质的好坏块信息表。

基于上述实施例本发明还提出第三实施例。本实施例中的扫描等级包括第二等级，参照图3，第二等级对应的扫描方式包括：

步骤S21，将闪存介质所有块擦除；

步骤S22，检查闪存介质，判断数据是否正确擦除，产生扫描结果；

步骤S23，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S24，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将扫描数据写入指定地址；该扫描数据为全“0”；

步骤S25，分别读取指定地址的数据，检查数据是否为全“0”，产生扫描结果；

步骤S26，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S27，接收主机发来的指令，根据指令中的指定起始地址和长度，将闪存介质中指定块擦除；

步骤S28，检查闪存介质指定块，判断数据是否正确擦除，产生扫描结果；

步骤S29，将扫描结果发给执行扫描的主机，流程结束。

上述流程中，步骤S21、S22和S23与前一实施例的擦除扫描过程和产生的扫描结果相似，故不赘述。

步骤S24中，主机发来的写数据指令中的指定地址是根据步骤S23的扫描结果得到的闪存介质中所有好块的地址，即根据步骤S23得到的扫描结果，剔除坏块，仅对好块进行写数据和扫描。

步骤S25，由于步骤S24写入的扫描数据为全“0”，因此该步骤检查出读取的数据不为全“0”的块为坏块，据此产生扫描结果。本步骤可以抽取至少一块读取其中的数据；进一步地，对抽取的至少一块也可以不读取所有位，而是仅抽取至少一位或至少一字节读取数据，检查这些位或字节的数据。抽取块、页、位和/或字节可使用随机算法实现。

步骤S27，主机发来的写数据指令中的指定地址是结合步骤S23和步骤S26的扫描结果得到的闪存介质中所有好块的地址，即根据步骤S23和S26得到的扫描结果，剔除坏块，仅对好块进行写数据和扫描。

步骤S28和S29与前一实施例的擦除扫描过程相似，故不赘述；步骤S29产生的扫描结果发给主机，供主机将步骤S29、步骤S 23和步骤S26的扫描结果结合起来，得到最终扫描结果。

本实施例提供的扫描流程可对闪存介质实现较快且较全面的扫描。本实施例只进行一次写数据，即可检测出闪存介质是否能够实现“0”和“1”的相互转换，从而完成对闪存介质的扫描。

本发明提出第四实施例，本实施例中的扫描等级包括第三等级，参照图4，第三等级对应的扫描方式包括：

步骤S301，将闪存介质所有块擦除；

步骤S302，检查闪存介质，判断数据是否正确擦除，产生扫描结果；

步骤S303，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S304，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将正扫描数据写入指定地址；

步骤S305，分别读取指定地址中的数据，将读取的数据与写入的正扫描数据相比较，将写入和读出的数据存在不一致的块认为是坏块，否则认为是好块，产生扫描结果；

步骤S306，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S307，接收主机发来的指令，根据指令中的指定起始地址和长度，将闪存介质中指定块擦除；

步骤S308，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将反扫描数据写入指定地址；

步骤S309，分别读取指定地址中的数据，将读取的数据与写入的反扫描数据相比较，将写入和读出的数据存在不一致的块认为是坏块，否则认为是好块，产生扫描结果；

步骤S310，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S311，接收主机发来的指令，根据指令中的指定起始地址和长度，将闪存介质中指定块擦除；

步骤S312，快速检查闪存介质，流程结束。

上述流程中，步骤S301、S302和S303与第一实施例的擦除扫描过程和产生的扫描结果相似，故不赘述。

步骤S304中，主机发来的写数据指令中的指定地址是根据步骤S303的扫描结果得到的闪存介质中所有好块的地址，即根据步骤S303得到的扫描结果，剔除坏块，仅对好块进行写数据和扫描。主机发来的扫描数据为非全“0”的扫描数据，该扫描数据取反则得到步骤S308的扫描数据，因此步骤S6304中的扫描数据称为正扫描数据，步骤S308中的扫描数据称为反扫描数据。例如正扫描数据某字节为0x56(0101，0110)，则反扫描数据中相应字节为0xA9(1010，1001)。

步骤S305，分别读取指定地址中的数据并与写入该块的相应正扫描数据比较。本步骤可以抽取至少一块检查其中的数据；进一步地，对抽取的至少一块也可以不检查所有位，而是仅抽取至少一位或至少一字节读取数据，检查这些位或字节的数据。抽取块、页、位和/或字节可使用随机算法实现。

步骤S308、S309、S310、S311的做法和步骤S304、S305、S306、S307相似，区别在于步骤S308写入的反扫描数据是由步骤S304写入的正扫描数据取反得到。

上述流程中，步骤S312根据采用快速检查方式对闪存介质进行扫描，产生扫描结果。

上述流程中，根据每次得到的扫描结果剔除坏块，仅对好块发出指令进行数据读、写和扫描。例如主机接收到步骤S310发送的扫描结果，将该扫描结果与步骤S303和步骤S306分别发送的扫描结果整合起来，将各扫描结果中的坏块剔除，再余下的好块发出擦除指令。本实施例第三等级扫描结束后，主机整合所有扫描结果，产生最终扫描结果。

本实施例中，扫描结果分批上报给主机并存在主机中。要读取扫描结果时，主机发送命令，指定起始块和块的个数，闪存主控芯片根据命令读取从起始块开始，指定个数个块中的数据，根据数据判断所在块为好块或坏块，产生扫描结果，将扫描结果返回给主机，闪存主控芯片不负责保存扫描结果。主机根据取得的扫描结果就可以知道闪存介质中哪些是好块，哪些是坏块，可以用数组记录好坏块信息，形成好坏块信息表。写数据时，主机也会发送命令指定从起始块开始，向指定个数的块中写数据。由于命令是由主机发出，好坏块信息也是由主机保存，这样主机就可以保证发送命令时避开坏块，保障数据读写操作准确无误。

本实施例中的正扫描数据和反扫描数据是由主机产生并发送给闪存介质的，采用相反的扫描数据可以检查位是否能够实现取值从“0”到“1”和从“1”到“0”的逆转换，从而确定位是否为好位。

本发明提出第五实施例，采用正、反、正三组非全“0”随机数据作为扫描数据，全面检查每个位是否可以实现从“0”到“1”，再从“1”到“0”，或是从“1”到“0”再从“0”到“1”的转换。本实施例中的扫描等级包括第四等级，参照图5，第四等级对应的扫描方式包括：

步骤S401，将闪存介质所有块擦除；

步骤S402，检查闪存介质，判断数据是否正确擦除，产生扫描结果；

步骤S403，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S404，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将正扫描数据写入指定地址；

步骤S405，分别读取指定地址中的数据，将读取的数据与写入的正扫描数据相比较，将写入和读出的数据存在不一致的块认为是坏块，否则认为是好块，产生扫描结果；

步骤S406，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S407，接收主机发来的指令，根据指令中的指定起始地址和长度，将闪存介质中指定块擦除；

步骤S408，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将反扫描数据写入指定地址；

步骤S409，分别读取指定地址中的数据，将读取的数据与写入的反扫描数据相比较，将写入和读出的数据存在不一致的块认为是坏块，否则认为是好块，产生扫描结果；

步骤S410，将扫描结果发给执行扫描的主机；

步骤S411，接收主机发来的指令，根据指令中的指定起始地址和长度，将闪存介质中指定块擦除；

步骤S412，接收主机发来的写数据指令，根据指令中的指定地址，将正扫描数据写入指定地址；

步骤S413，分别读取指定地址中的数据，将读取的数据与写入的正扫描数据相比较，将写入和读出的数据存在不一致的块认为是坏块，否则认为是好块，产生扫描结果；

步骤S414，将扫描结果发给执行扫描的主机；流程结束。

相比上一实施例的第三等级扫描，本实施例在完成反扫描数据扫描后，执行步骤S412至S414，再次使用正扫描数据对闪存介质进行扫描，以实现比第三等级扫描更加全面彻底的扫描，但扫描速度比第三等级低。

上述各实施例中的第一至第四扫描等级在扫描速度方面，第一等级可以在数秒内完成，第二、三、四等级分别需要对闪存介质进行一次、两次和三次扫描，在时间上相差较大，第四等级耗时最长，速度最低。扫描精度方面，有些闪存介质用第二等级甚至第一等级就可以有效的扫描出坏块，绝大部分的闪存介质用第三等级就可以准确识别坏块，只有极个别的闪存介质才需要用第四等级扫描。

基于上述实施例，本发明提出第六实施例，提供用快速检查方式对闪存介质进行扫描。快速检查方式是读取闪存介质中的块中至少一页、页中至少一位和/或至少一字节中的数据，检查数据是否被正确擦除，找出未能正确擦除的块，将其认为是坏块。快速检查方式可读取并判断所有块中的所有数据，也可仅抽取至少一块，对块中至少一页读取数据；进一步地，对抽取的至少一页也不读取所有位，而是仅抽取页中至少一位或至少一字节读取数据，检查这些位或字节的数据。抽取页、位和/或字节可使用随机算法实现。

参照图6，快速检查方式包括：

步骤S51，接收主机发来的读扫描结果指令，根据指令中的指定起始地址和长度，设定指针i指向要扫描的块，用于记录当前检查的块的块号，指针i初始化为0；

步骤S52，抽取块中至少一页、页中至少一位和/或至少一字节，读取其中的数据；

步骤S53，检查读取的数据是否为“1”，若读出的数据不为“1”则进行步骤S54，否则进行步骤S55；

步骤S54，将指针i指向的当前块认为是坏块，记录其块号，然后进行步骤S55；

步骤S55，判断指针i是否指向步骤S51中主机指定的最后一块，若指向最后一块则快速检查方式结束；否则进行步骤S56；

步骤S56，指针i加1，即使指针i指向当前块的下一块，然后进行步骤S52。

本实施例提供的快速检查方式可大大加快扫描速度。由于坏块被擦除后，其中的数值会有多种可能，绝大部分的坏块通过抽查就可以找出来。对于一片容量为1GByte的闪存介质，执行本实施例提出的擦除扫描不超过2秒钟。设经擦除扫描找出的坏块不再参与后续的扫描操作，对于一片坏块很多的闪存介质将大大提高扫描的速度，例如一片包含1000个块的闪存介质，若采用本实施例的擦除扫描可快速检查出500个坏块，则扫描速度将比现有技术提高近1倍。

基于上述各实施例本发明提出第七实施例，结合闪存介质主控芯片实现对块的扫描。本实施例预设一坏位上限，对包含坏位数超过坏位上限的块认为是坏块块。

参照图7示出对块扫描的流程图，包括：

步骤S61，设定指针j指向要扫描的页，用于记录当前检查的页的页号，指针j初始化为0；

步骤S62，将指针j所指页的数据读到闪存介质主控芯片的内存中；

步骤S63，闪存介质主控芯片自带的纠错码(ECC)模块判断步骤S62读过程中是否有数据发生错误的位，如果发现发生了不可纠正的错误，则进行步骤S69，否则进行步骤S64；

步骤S64，判断错误个数是否达到坏位上限，根据判断结果进行步骤S65或步骤S69；

步骤S65，判断当前页数据是否全为“0”，根据判断结果进行步骤S66或步骤S69；

步骤S66，判断指针j是否指向该块最后一页，根据判断结果进行步骤S67或步骤S68；

步骤S67，指针j指向的页所在块认为是好块，结束流程；

步骤S68，指针j加1，指向下一页，然后进行步骤S62；

步骤S69，指针j指向的页所在块认为是坏块，结束流程。

进一步地，由于坏块可能存在很多位不能实现从“0”到“1”的转换，而如果从这样的位开始读数据，当数据全都是“0”的情况下，纠错码(ECC)模块无法检测出错误。所以本实施例提出，在闪存介质主控芯片中增加一寄存器，用于记录数据全部为“0”的位。若主机发送下来的数据不是全“0”，而此寄存器又记录这个页的数据是全“0”时，那这个页所在的块就是坏块，如图中步骤S66所示。当步骤S63、S64、S65和S66的条件都不能成立时，执行比较操作步骤S69，看当前页是否已经是这个块的最后一个页，如果是，则当前块就认为是好块，结束对这个块的扫描；否则页指针j增加1指向下一页，对下一页进行类似的操作。

本实施例可应用于上述第一扫描周期、第二扫描周期、第三扫描周期和/或更多扫描周期，提高闪存介质利用率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种闪存扫描方法，通过对闪存扫描确定闪存好块和坏块，其特征在于，该方法包括步骤：

选择扫描等级；

根据选择的扫描等级，使用与扫描等级对应的扫描方式对闪存介质进行扫描，形成至少一扫描结果；

整合扫描结果，得到最终扫描结果。

2.根据权利要求1所述的闪存扫描方法，其特征在于，所述扫描方式包括：

将闪存介质所有块擦除；

检查闪存介质，判断是否正确擦除，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机。

3.根据权利要求2所述的闪存扫描方法，其特征在于，所述扫描方式还包括：

将扫描数据写入指定地址；

检查指定地址的数据，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机；

将闪存介质中指定块擦除；

检查闪存介质指定块，判断是否正确擦除，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机。

4.根据权利要求3所述的闪存扫描方法，其特征在于，所述扫描数据为全“0”。

5.根据权利要求2所述的闪存扫描方法，其特征在于，所述扫描方式还包括：

将正扫描数据写入指定地址；

检查指定地址的数据，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机；

将闪存介质中指定块擦除；

将反扫描数据写入指定地址；

检查指定地址的数据，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机。

6.根据权利要求5所述的闪存扫描方法，其特征在于，还包括：

快速检查闪存介质的步骤。

7.根据权利要求6所述的闪存扫描方法，其特征在于：

所述快速检查介质是读取闪存介质中的块中至少一页、页中至少一位和/或至少一字节中的数据，检查数据是否被正确擦除，找出未能正确擦除的块，将其认为是坏块。

8.根据权利要求5所述的闪存扫描方法，其特征在于，所述扫描方式还包括：

将正扫描数据写入指定地址；

检查指定地址的数据，产生扫描结果；

将扫描结果发给执行扫描的主机。

9.根据权利要求5至8任意一项所述的闪存扫描方法，其特征在于：

所述正扫描数据取反得到反扫描数据；所述正扫描数据和反扫描数据均为非全“0”的扫描数据。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的闪存扫描方法，其特征在于：

根据产生的扫描结果剔除坏块，对好块进行数据写入、读取、擦除和/或扫描。

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