CN102214143A - 一种多层单元闪存的管理方法、装置及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于闪存技术领域，提供了一种多层单元闪存的管理方法、装置及存储设备，所述方法包括下述步骤：计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；将重要数据及写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址。在本发明实施例中，通过将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址，充分利用了多层单元闪存的特性，实现多层单元闪存的最优性能，从而提高了多层单元闪存存储器的读写速度和稳定性。

Description

一种多层单元闪存的管理方法、装置及存储设备

技术领域

本发明属于闪存技术领域，尤其涉及一种多层单元闪存的管理方法、装置及存储设备。

背景技术

闪存按照其内部构架可以分为单层单元闪存，每个单元(cell)中存储1个位(bit)的信息；多层单元闪存，每个单元(cell)至少存储2个位(bit)信息，其中，多层单元闪存包括2bit/cell、3bit/cell以及以后出现的更多位元的闪存。

单层单元闪存的数据写入是通过对浮栅的电荷加电压，经过源极将所存储的电荷消除，通过这样的方式，以存储一个信息位(1代表消除，0代表写入)。而多层单元闪存则是在浮栅中使用不同程度的电荷，因此能在单一晶体管中存储多个位的信息，并通过单元的写入与感应的控制，在单一晶体管中产生多种状态，对于单层单元闪存及多层单元闪存而言，同样容量的单元要存储1位与存储多位的稳定度和复杂度不同，单层单元闪存比多层单元闪存稳定，且单层单元闪存写入速度较快。从数据存储机制方面看，闪存内部包含多个存储块，每个存储块由多个页构成。单层单元闪存的所有页都是快速且稳定可靠的，而多层单元闪存的块内只有一部分页是快速且稳定可靠的，结构跟单层单元闪存内的页类似。例如，以2bit/cell的闪存为例，一个单元包含两个位(0，1位)，0位称为最低有效位，1位称为非最低有效位，可产生四种状态(00，01，11，10)，以写入块内不同的页内，其中，每个单元的两位分别写入块的最低有效位页和非最低有效位页内，其中，最低有效位页为快速且稳定可靠的页，并且同一型号的闪存其最低有效位页在所有的块内的分布都是一样的。同理，3bit/cell的闪存，一个单元包含3个位(0，1，2位)，其中0位称为最低有效位，1和2位称为非最低有效位，其中，用最低有效位页来描述多层单元闪存中快速且稳定可靠的页，用非最低有效位页来描述多层单元闪存中其它页。

现有技术的缺点是没有充分利用多层单元闪存的特性，以实现多层单元闪存的最优性能，从而导致多层单元闪存及其存储器具有稳定性差、读写速度慢等缺点。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多层单元闪存的管理方法，旨在解决现有技术没有充分利用多层单元闪存的存储结构的特性，以实现多层单元闪存的最优性能的问题。

本发明实施例的目的在于提供多层单元闪存的管理方法，所述方法包括下述步骤：

计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；

将重要数据及写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址。

本发明实施例的另一目的在于提供一种多层单元闪存的管理装置，所述装置包括：

存储地址计算单元，用于计算多层单元闪存中所述最低有效位页的存储地址；

最低有效位页数据写入单元，用于将重要数据及写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于多层单元闪存的存储设备，所述存储设备包括多层单元闪存的管理装置，所述装置包括：

存储地址计算单元，用于计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；

最低有效位页数据写入单元，用于将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址。

在本发明实施例中，通过计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址，将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址，充分利用了多层单元闪存的特性，实现多层单元闪存的最优性能，从而提高了多层单元闪存读写速度和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多层单元闪存的管理方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的写次数频繁的数据存储在最低有效位页对应的存储地址的实现流程图；

图3是本发明施例提供的多层单元闪存的管理装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，通过计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址，将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址，充分利用了多层单元闪存的特性。

图1示出了本发明实施例提供的多层单元闪存管理方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址。

在步骤S102中，将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址。

在本发明实施例中，用最低有效位页来描述多层单元闪存中快速且稳定可靠的页，用非最低有效位页来描述多层单元闪存中其它的页，同一型号的闪存其最低有效位页在存储块内的分布是可以由闪存厂商提供的，且最低有效位页在所有的存储块内的分布都是一样的。

在本发明实施例中，重要数据包括文件系统数据、私有数据以及一些其他需要稳定存储的数据等，其中私有数据包括固态存储器固件程序、闪存芯片的坏块表以及固件程序的内部相关信息中的一种或多种，用户可以根据自身需要及实际使用情况定义，在此不用以限制本发明。将重要的数据写在最低有效位页提供的存储空间，由于最低有效位页的稳定性好，可以大大降低重要数据丢失的概率，使多层单元闪存更加稳定可靠。

在本发明实施例中，将写次数频繁的数据写在最低有效位页提供的存储空间，由于最低有效位页的读/写速度较快，所以频繁更新的数据能够得到最及时的读写，这有助于提升所述多层单元闪存的整体读写速度。

在本发明实施例中，可以将普通数据写入非最低有效位页对应的存储地址，在本发明实施例中，普通数据可以根据自身需要及实际使用情况定义，在此不用以限制本发明。

图2示出了本发明实施例提供的写次数频繁的数据存储在最低有效位页对应的存储地址的实现流程，详述如下：

在步骤S201中，预先设置写次数阈值。

在本发明实施例中，该预先配置的写次数阈值可以随机设置或者根据用户的实际情况进行优选设置，在此不用以限制本发明。

在步骤S202中，判断某一写入地址的写入次数是否超过预设的阈值，是则执行步骤S203，否则继续判断。

在本发明实施例中，上述判断过程可以是对写次数累加过程的判断，每写入一次，该写次数累加1，直到累加到预设的阈值。

在本发明实施例中，当写次数超过所述预设的阈值时，则将写次数恢复至该阈值，不再进行累加，直至该次写操作结束。

在步骤S203中，判断该写入地址是否是最低有效位页对应的存储地址，否则执行步骤S204，是则结束操作。

在步骤S204中，将该写入地址的数据转存到最低有效位页对应的存储地址中。

在本发明实施例中，底层固件程序在写数据时记录经常写的地址，可以记这些地址中最经常的一个，也可以记为一系列的地址，当对某个地址写次数超过了设定的阈值时，可认为这个地址是需要频繁写的。在做数据读写时，使用最低有效位页做这些地址的数据的存储介质。这种方式能够加快闪存数据的读写速度。

在本发明实施例中，当对多层单元闪存的写入地址的写次数超过阈值时，将写入地址的数据转存到最低有效位页对应的存储地址，由于最低有效位页的读写速度较快，将写次数较为频繁的数据写入到最低有效位页对应的存储地址，提高多层单元闪存的整体读写速度，方便用户使用。

图3示出了本发明实施例提供的多层单元闪存管理装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

存储地址计算单元31计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；最低有效位页数据写入单元32将重要数据及写次数频繁的数据写入存储地址计算单元31计算的最低有效位页对应的存储地址。非最低有效位页数据写入单元33将普通数据写入非最低有效位页对应的存储地址。

在本发明实施例中，最低有效位页数据写入单元32还包括写次数阈值设置模块321、阈值判断模块322、存储地址判断模块323、数据转存模块324，写次数阈值设置模块321预先设置写次数阈值。阈值判断模块322判断某一写入地址的写入次数是否超过写次数阈值设置模块321预设的阈值。当阈值判断模块322判断写入地址的写入次数超过预设的阈值时，存储地址判断模块323判断写入地址是否是最低有效位页对应的存储地址；当存储地址判断模块323判断写入地址不是最低有效位页对应的存储地址时，数据转存模块324将写入地址的数据转存到最低有效位页对应的存储地址。

对于基于多层单元闪存的存储设备，如读写频繁的U盘、固态硬盘和数码播放器，可以将该多层单元闪存管理装置内置于存储设备中，如存储器的控制器中。

在本发明实施例中通过利用多层单元闪存中最低有效位页的特性，提升了整个存储设备的读写速度及可靠性，从而提高了多层单元闪存制成的存储设备的性价比。

在本发明实施例中，通过计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址，将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址，充分利用了多层单元闪存的特性，实现多层单元闪存的最优性能，从而提高了多层单元闪存读写速度和稳定性；将重要的数据写在最低有效位页提供的存储空间，由于最低有效位页的稳定性好，可以大大降低重要数据丢失的概率，使多层单元闪存更加稳定可靠；将写次数频繁的数据写在最低有效位页提供的存储空间，由于最低有效位页的读/写速度较快，所以频繁更新的数据能够得到最及时的读写，这有助于提升所述多层单元闪存的整体读写速度；将多层单元闪存管理装置内置于存储设备中，可以提升整个存储设备的读写速度及可靠性，从而提高了多层单元闪存制成的存储设备的性价比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多层单元闪存的管理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；

将重要数据及写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址。

2.如权利要求1所述的多层单元闪存的管理方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

将普通数据写入非最低有效位页对应的存储地址。

3.如权利要求1所述的多层单元闪存的管理方法，其特征在于，所述将写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址的步骤具体为：

预先设置写次数阈值；

判断某一写入地址的写入次数是否超过所述预设的阈值；

当所述写入地址的写入次数超过所述预设的阈值时，判断所述写入地址是否是所述最低有效位页对应的存储地址；

当所述写入地址不是所述最低有效位页对应的存储地址时，将写入地址的数据转存到所述最低有效位页对应的存储地址。

4.一种多层单元闪存的管理装置，其特征在于，所述装置包括：

存储地址计算单元，用于计算多层单元闪存中所述最低有效位页的存储地址；

最低有效位页数据写入单元，用于将重要数据及写次数频繁的数据写入所述最低有效位页对应的存储地址。

5.如权利要求4所述的多层单元闪存的管理装置，其特征在于，所述装置还包括：

非最低有效位页数据写入单元，用于将普通数据写入非最低有效位页对应的存储地址。

6.如权利要求4所述的多层单元闪存的管理装置，其特征在于，所述最低有效位页数据写入单元还包括：

写次数阈值设置模块，用于预先设置写次数阈值；

阈值判断模块，用于判断某一写入地址的写入次数是否超过所述预设的阈值；

存储地址判断模块，用于当所述写入地址的写入次数超过所述预设的阈值时，判断所述写入地址是否是所述最低有效位页对应的存储地址；

数据转存模块，用于当所述写入地址不是所述最低有效位页对应的存储地址时，将写入地址的数据转存到所述最低有效位页对应的存储地址。

7.一种基于多层单元闪存的存储设备，其特征在于，所述存储设备包括多层单元闪存的管理装置，所述装置包括：

存储地址计算单元，用于计算多层单元闪存中最低有效位页的存储地址；

最低有效位页数据写入单元，用于将重要数据及写次数频繁的数据写入最低有效位页对应的存储地址。

8.如权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备是U盘、固态硬盘和数码播放器。

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