CN102541777B - 基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置，其中方法包括：根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的sector序号映射关系；根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输。本发明通过设置Flash Page与DMA RAM之间的映射关系，通过映射关系进行数据传输，简化了因为小文件读写、按sector管理算法、Flash Page的坏块导致ECC校验错误等等情况导致的需要在一个Page里实现非正常顺序的sector读写操作，或者是对某些sector进行屏蔽处理的FW控制流程，不必再像传统做法那样会被打断几次，提高了操作效率，使得以Sector为基本操作单位的数据读写更具有灵活性；同时还可以根据设定的映射关系实现数据加密，保护数据安全。

Description

基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于DMA(Direct MemoryAccess，直接存储器访问)映射的Flash数据传输控制方法及装置。

背景技术

在对Flash的实际应用中，大量频繁的小文件读写、page数据部分更新、sector管理算法以及Flash Page的坏块导致ECC(Error Correcting Code，错误检查和纠正)校验错误等导致很多的Page不对齐操作，需要以Sector为操作单位对一个page的数据进行填充补齐，即需要在一个Page里实现非正常顺序的sector读写操作，或者是对某些sector进行屏蔽处理。而数据来源则可能是多处，现有的解决方法主要依赖FW(firmware，固件)进行多次设置，其流程比较繁琐，操作过程较为复杂，而且读写操作过程会被打断几次，使得系统操作效率较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置，旨在简化FW控制流程。

为了达到上述目的，本发明提出一种基于直接存储器访问DMA映射的闪存Flash数据传输控制方法，包括：

根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的扇区sector序号映射关系；

根据所述sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输。

优选地，所述寄存器为Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；所述寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。

优选地，所述根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输的步骤包括：根据所述sector序号映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM或者根据所述sector序号映射关系将Flash数据从DMARAM写入Flash Page。

优选地，所述根据映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMARAM的步骤包括：

设置Flash数据读出的起始地址；

从所述读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及所述读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存入DMA RAM中对应的sector。

优选地，所述根据sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page的步骤包括：

设置Flash数据写入的起始地址；

根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从所述写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。

优选地，所述寄存器还用于对其所标识的sector序号对应的数据进行取反运算。

本发明还提出一种基于DMA映射的Flash数据传输控制装置，包括：

映射关系设置模块，用于根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的sector序号映射关系；

数据传输模块，用于根据所述sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输。

优选地，所述寄存器为Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；所述寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。

优选地，所述数据传输模块包括：

起始地址设置单元，用于设置Flash数据读出的起始地址；

数据读取单元，用于从所述读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

数据存储单元，用于根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及所述读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存储入DMA RAM中对应的sector。

优选地，所述起始地址设置单元，还用于设置Flash数据写入的起始地址；

所述数据存储单元，还用于根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从所述写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。

本发明提出的一种基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置，通过设置Flash Page与DMA RAM之间的映射关系，通过映射关系进行数据传输，同时增加了标识Flash Page中sector的寄存器，让硬件更深层次的参与到整个流程，从而解放了FW的设置，简化了因为小文件读写、按sector管理算法、Flash Page的坏块导致ECC校验错误等等情况导致的需要在一个Page里实现非正常顺序的sector读写操作，或者是对某些sector进行屏蔽处理的FW控制流程，不必再像传统做法那样会被打断几次，提高了操作效率，使得以Sector为基本操作单位的数据读写更具有灵活性；同时还可以根据设定的映射关系实现数据加密，保护数据安全。

附图说明

图1是本发明基于DMA映射的Flash数据传输控制方法一实施例流程示意图；

图2是本发明基于DMA映射的Flash数据传输控制方法一实施例中根据映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM的流程示意图；

图3是本发明基于DMA映射的Flash数据传输控制方法一实施例中根据sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page的流程示意图；

图4是本发明基于DMA映射的Flash数据传输控制装置一实施例结构示意图；

图5是本发明基于DMA映射的Flash数据传输控制装置一实施例中数据传输模块的结构示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

本发明实施例解决方案主要是通过设置Flash Page与DMA RAM之间的映射关系，通过映射关系进行数据传输，同时增加了标识Flash Page中sector的寄存器，以简化FW控制流程，提高了操作效率。

在Flash的实际使用中，大量的小文件读写、page数据部分更新、按Sector管理算法等会导致很多的Page不对齐操作，需要以Sector为操作单位对一个page的数据进行填充补齐，而数据来源则可能是多处，传统的做法是由FW进行大量繁复的设置，流程复杂，控制复杂。

本发明采用新的硬件设计，让硬件更深层次的参与到整个流程，从而解放了FW的设置，简化了流程控制的复杂度。

如图1所示，本发明一实施例提出一种基于DMA映射的Flash数据传输控制方法，包括：

步骤S101，根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的sector序号映射关系；

在本实施例中，通过FW设定DMA RAM与Flash Page之间的映射关系(以Sector为最小操作单位)，该映射关系FW可控，硬件按照此映射关系进行数据传输，实现sector数据非正常顺序读写，比如倒序、先奇后偶等，而不必再像传统做法那样会被打断几次，从而提高了操作效率。

其中设置映射关系的预设规则可以是动态的，比如由硬件根据算法自动产生；也可以是由FW直接指定某一具体的映射关系。

映射关系的具体设置方法可以为：

将DMA RAM按sector进行分区并编号，和Flash的一个page里的各个sector建立一种一一对应的关系，比如常规的DMA RAM的sector1-2-3-4对应Flash page的sector1-2-3-4，也可以是其它的对应关系，如DMA RAM的sector3-2-4-1对应Flash page的sector1-2-3-4。硬件会根据这一映射关系自动计算每个sector需要存入DMA RAM的地址。

步骤S102，根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输。

本实施例在硬件中增设一组Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。比如，可以对其设定“0”或“1”用于控制对应的sector数据的DMA传输。该寄存器值的设定可以是FW自由设置或是读取扫描坏块表设定，可以设定“1”表示对应的Sector数据被屏蔽，“0”则表示对应的Sector数据正常操作。在读Flash操作时，被屏蔽的Sector数据将不会被存入DMA RAM。

在本实施例中，根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输包括：根据sector序号映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM或者根据sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入FlashPage。

如图2所示，步骤S102中根据映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM的步骤包括：

步骤S1021，设置Flash数据读出的起始地址；

步骤S1022，从读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

步骤S1023，根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存入DMA RAM中对应的sector。

在实际应用中，比如，某次操作需要获取page11的Sector2和Sector4的数据，传统做法是，发一次读命令及设置sector2的起始地址，读出sector2的数据存入DMA RAM sector1，然后再发一次读命令及设置sector4的地址，读出sector4的数据并存入DMA RAM sector2，这样FW需要参与两次，若采用本实施例方法，则只需设定映射关系为DMA RAM的sector3-1-4-2对应Flash page的sector1-2-3-4，然后发送一次读命令及sector0的地址就可以实现上述操作，FW只需要设置一次即可，不必再像传统做法那样会被打断几次，由此提高了操作效率。

如图3所示，步骤S102中根据sector序号映射关系将Flash数据从DMARAM写入Flash Page的步骤包括：

步骤S1024，设置Flash数据写入的起始地址；

步骤S1025，根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。

在本实施例中，通过对映射关系的控制，还可以实现数据加密。其中，加密原理为：

在对Flash进行写操作时，以每个page为例，在DMA RAM和Flash Page之间以sector为单位建立一个映射关系，使得数据写入Flash后不是以sector为单位按顺序排列，而是依照设定好的映射关系被打散了，比如，DMA RAM是按照sector1-sector2-sector3-sector4顺序存放，而实际写入Flash之后则可能成为sector2-sector4-sector3-sector1。在对Flash进行读操作时，对于同一个page，映射关系必须和写这个page时所设定的映射关系一样，这样才能保证从Flash读出的数据存放到DMA RAM里后的顺序和之前写入Flash时在DMA RAM里的存放顺序一致。通过上述映射关系的设置，从而实现了对数据的加密处理。

需要说明的是，本实施例中Bitmap寄存器的功能可不限于屏蔽数据，寄存器还可用于对其所标识的sector数据进行其他处理，比如取反运算等等。

本实施例是以Flash的最小存储单位sector的地址进行映射关系的设置，作为映射关系设置方法的扩展，映射关系也可以扩展到在一个block里按page进行映射管理，即在按Block管理时，可以在page之间实现上述类似操作，需要一张更大的映射表，其操作的基本单位为page，按照设定的映射关系，硬件可以代替FW自动计算下一个Page的地址，从而提高操作效率。由于DMA RAM的大小一般就等于一个page，故这种模式下DMA RAM不参与映射。

本实施例相比现有技术具有以下优点：

1.DMA RAM到Flash Page的映射控制方式，可自行设定映射关系，在数据读写方面具有很大的灵活性，如sector屏蔽、sector数据特殊处理、Page补齐操作等。

2.通过这种映射控制可在一定程度上实现数据加密。

3.可以在FW的参与下延伸到在一个Block里对不同Page进行映射控制。

本实施例简化因为小文件读写、按sector管理算法、FLASH Page的坏块导致ECC校验错误等等情况导致的需要在一个Page里实现非正常顺序的sector读写操作，或者是对某些sector进行屏蔽处理的FW控制流程，硬件参与度更高，执行效率高，使得以Sector为基本操作单位的数据读写更具有灵活性，而且还可以通过设置映射关系实现数据加密。

如图4所示，本发明一实施例提出一种基于DMA映射的Flash数据传输控制装置，包括：映射关系设置模块401以及数据传输模块402，其中：

映射关系设置模块401，用于根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的sector序号映射关系；

在本实施例中，通过映射关系设置模块401设定DMA RAM与Flash Page之间的映射关系(以Sector为最小操作单位)，该映射关系FW可控，硬件按照此映射关系进行数据传输，实现sector数据非正常顺序读写，比如倒序、先奇后偶等，而不必再像传统做法那样会被打断几次，从而提高了操作效率。

其中设置映射关系的预设规则可以是动态的，比如由硬件根据算法自动产生；也可以是由FW直接指定某一具体的映射关系。

映射关系的具体设置方法可以为：

将DMA RAM按sector进行分区并编号，和Flash的一个page里的各个sector建立一种一一对应的关系，比如常规的DMA RAM的sector1-2-3-4对应Flash page的sector1-2-3-4，也可以是其它的对应关系，如DMA RAM的sector3-2-4-1对应Flash page的sector1-2-3-4。硬件会根据这一映射关系自动计算每个sector需要存入DMA RAM的地址。

数据传输模块402，用于根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输。

本实施例在硬件中增设一组Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。比如，可以对其设定“0”或“1”用于控制对应的sector数据的DMA传输。该寄存器值的设定可以是FW自由设置或是读取扫描坏块表设定，可以设定“1”表示对应的Sector数据被屏蔽，“0”则表示对应的Sector数据正常操作。在读Flash操作时，被屏蔽的Sector数据将不会被存入DMA RAM。

在本实施例中，通过数据传输模块402根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输，具体包括：根据sector序号映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM或者根据sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page。

如图5所示，数据传输模块402包括：起始地址设置单元4021、数据读取单元4022以及数据存储单元4023，其中：

起始地址设置单元4021，用于设置Flash数据读出的起始地址；

数据读取单元4022，用于从读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

数据存储单元4023，用于根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存储入DMA RAM中对应的sector。

进一步的，起始地址设置单元4021，还用于设置Flash数据写入的起始地址；

数据存储单元4023，还用于根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。

本发明提出的一种基于DMA映射的Flash数据传输控制方法及装置，通过设置Flash Page与DMA RAM之间的映射关系，通过映射关系进行数据传输，同时增加了标识Flash Page中sector的寄存器，让硬件更深层次的参与到整个流程，从而解放了FW的设置，简化了因为小文件读写、按sector管理算法、Flash Page的坏块导致ECC校验错误等等情况导致的需要在一个Page里实现非正常顺序的sector读写操作，或者是对某些sector进行屏蔽处理的FW控制流程，不必再像传统做法那样会被打断几次，提高了操作效率，使得以Sector为基本操作单位的数据读写更具有灵活性；同时还可以根据设定的映射关系实现数据加密，保护数据安全。

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流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于直接存储器访问DMA映射的闪存Flash数据传输控制方法，其特征在于，包括：

根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的扇区sector序号映射关系；

根据所述sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输；

所述根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的扇区sector序号映射关系的步骤包括：将DMA RAM按sector进行分区并编号，和Flash的一个page里的各个sector建立一种一一对应的关系；

所述根据sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输的步骤包括：根据所述sector序号映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM或者根据所述sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page；所述寄存器为Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；所述寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据映射关系将Flash数据从Flash Page读出并存入DMA RAM的步骤包括：

设置Flash数据读出的起始地址；

从所述读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及所述读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存入DMA RAM中对应的sector。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page的步骤包括：

设置Flash数据写入的起始地址；

根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从所述写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述寄存器还用于对其所标识的sector序号对应的数据进行取反运算。

5.一种基于DMA映射的Flash数据传输控制装置，其特征在于，包括：

映射关系设置模块，用于根据预设规则设置DMA RAM与Flash Page之间的sector序号映射关系；

数据传输模块，用于根据所述sector序号映射关系以及内置的寄存器进行Flash数据传输；

所述映射关系设置模块用于将DMA RAM按sector进行分区并编号，和Flash的一个page里的各个sector建立一种一一对应的关系；

所述数据传输模块用于根据所述sector序号映射关系将Flash数据从FlashPage读出并存入DMA RAM或者根据所述sector序号映射关系将Flash数据从DMA RAM写入Flash Page；所述寄存器为Bitmap寄存器，每个寄存器标识Flash Page中的一个sector；所述寄存器的值标识sector序号对应的数据处于被屏蔽或不被屏蔽状态。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据传输模块包括：

起始地址设置单元，用于设置Flash数据读出的起始地址；

数据读取单元，用于从所述读出的起始地址读出预定长度的Flash数据；

数据存储单元，用于根据读出Flash数据的sector序号对应的寄存器的值，以及所述读出Flash数据的sector序号与DMA RAM中对应sector序号的映射关系，将相应的Flash数据存储入DMA RAM中对应的sector。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述起始地址设置单元，还用于设置Flash数据写入的起始地址；

所述数据存储单元，还用于根据DMA RAM与Flash Page之间预设的sector序号映射关系，从所述写入的起始地址写入DMA RAM中预定长度的Flash数据至Flash Page。