CN103530242A - NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法 - Google Patents

NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法 Download PDF

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Abstract

一种NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法，在NandFlash存储器中定义一个交换块，交换块用来备份原块数据；若在NandFlash存储器写操作过程中出现掉电，则重新上电时，对交换块和原块的每个扇区分别进行ECC校验，从而判断原块数据和交换块数据的有效性。本发明实现了：（1）即使掉电，也能保证原块与交换块一定有一份数据正确，保证了下次上电时可恢复的数据来源；（2）原块与交换块的数据正确性判断通过ECC校验结果来判断；（3）只有在一种状况下需要恢复，即原块数据ECC校验错误，且交换块中数据ECC校验正确，其他情况无须进行恢复。

Description

NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法
技术领域
本发明涉及一种NandFlash存储器写操作过程掉电防护实现方法。
背景技术
由于NandFlash的按页读写/按块擦除的属性，即页编程操作之前需要对整块擦除。若在擦除操作过程出现掉电，则极有可能出现该块中原有效数据被擦除，而待写入的数据未被写入的状况，以FAT32文件系统为例，若该块存储数据为文件数据区，则影响相对较小，若该块存储数据为FAT表或文件目录区，则会导致整个FAT32文件系统崩溃，显然这种状况不是被允许的。
CN200610066985.3专利中的备份区，主要是用来作冗余用，目的是为了提高可靠性，就是用多个地方来存储同样的数据。该专利重点是两个方面：A：平衡存储以提高存储器的使用寿命；B：使用备份区提到可靠性，如有三个备份区，即使1个区数据被破坏，还有两个区数据有效，类似于N/M表决系统。故没有解决掉电保护的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种在NandFlash存储器写操作过程中出现掉电的防护方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法，在NandFlash存储器中定义一个交换块，交换块用来备份原块数据；若在NandFlash存储器写操作过程中出现掉电，则重新上电时，对交换块和原块的每个扇区分别进行ECC校验，从而判断原块数据和交换块数据的有效性；若交换块中存在扇区ECC校验错误，则表明交换块中没有有效的可供恢复的数据，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若交换块各扇区ECC校验正确，则需进一步判断原块数据有效性；若原块各扇区ECC校验正确，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若原块存在扇区ECC校验错误，则将交换块中的数据回写到原块。
上述NandFlash存储器写操作过程如下：先将定义的交换块擦除，擦除后，将原块数据备份到交换块中；接着，擦除原块中旧的数据，将交换块中的原首数据回写至原块，再将新的待写入数据写至原块，最后将交换块中的原尾数据回写至原块。
采用上述技术方案的本发明，对任何块进行擦除前，先将该块数据复制到交换块中，这样即可实现某一块原数据至少有一份正确（原块或交换块），其正确性通过这两个块中各扇区的ECC校验结果进行判断，该块中各扇区ECC校验正确则表明该块数据有效，该块中存在扇区ECC校验错误则表明该块数据无效。当出现写操作时掉电，则下一次上电会通过对各扇区的ECC校验结果进行判别，若原块数据无效，则可将交换块中的数据还原到原块，若原块数据有效，则不用任何处理。这样可保证即使新数据未被成功写入，但不会出现原有效数据丢失。
综上，本发明实现了：（1）即使掉电，也能保证原块与交换块一定有一份数据正确，保证了下次上电时可恢复的数据来源；（2）原块与交换块的数据正确性判断通过ECC校验结果来判断；（3）只有在一种状况下需要恢复，即原块数据ECC校验错误，且交换块中数据ECC校验正确，其他情况无须进行恢复。
附图说明
图1为本发明所涉及存储结构描述。
图2为本发明NandFlash存储器写操作流程图。
图3为本发明掉电后数据恢复流程图。
具体实施方式
一种NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法，在NandFlash存储器中定义一个交换块，交换块用来备份原块数据；若在NandFlash存储器写操作过程中出现掉电，则重新上电时，对交换块和原块的每个扇区分别进行ECC校验，从而判断原块数据和交换块数据的有效性。上述的ECC校验为本领域技术人员所熟知的现有技术。由于ECC校验是按扇区来操作，相对于按块来操作的标志，1块需要256个扇区标志，按扇区进行ECC校验判断数据有效性可以准确的判断每个扇区数据的有效性。
如图1所示，以三星的某NANDFLASH存储器为例说明：该FLASH为1GB，由8192块组成，每块128KB，每页2KB，每扇区512B。图中201为一个扇区，该FLASH的每扇区除512B数据外，还有16B的OOB区域，图中2011为该扇区的512B数据，2012为该扇区ECC校验结果（占OOB区域4个字节），2013为原块中对应的该扇区的扇区号（占OOB区域4个字节）。
如图2所示，本发明NandFlash存储器写操作流程，它先将定义的交换块擦除，擦除后，将原块数据备份到交换块中，此时交换块有一份与原块完全一样的数据，且交换块中数据与原块数据是完全影射的。接着，擦除原块中旧的数据，将交换块中的原首数据回写至原块，再将新的待写入数据写至原块，最后将交换块中的原尾数据回写至原块。
若在写操作过程中出现掉电，则重新上电时，可通过分别对交换块及原块中256个扇区进行ECC校验，即可判断出原块及交换块的数据有效性。若交换块中存在扇区ECC校验错误，则表明交换块中没有有效的可供恢复的数据，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若交换块各扇区ECC校验正确，则需进一步判断原块数据有效性；若原块各扇区ECC校验正确，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若原块存在扇区ECC校验错误，则将交换块中的数据回写到原块。需要说明的是，在回写的过程中，原块的位置通过从交换块中扇区号的位置读出，该位置就是上次备份时的源地址。
虽然本发明已结合优选实施例进行说明，但要理解到，根据上述描述的许多替换、修改和变化对本专业技术人员而言是显而易见的，因此，预期已包含所有所述权利要求的精神以及范围内的替换、修改与变化。在这里提出的和在附图中所表示的所有内容，应该被解释为是说明性的和非限制性的。

Claims (2)

1.一种NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法，其特征在于：在NandFlash存储器中定义一个交换块，交换块用来备份原块数据；若在NandFlash存储器写操作过程中出现掉电，则重新上电时，对交换块和原块的每个扇区分别进行ECC校验，从而判断原块数据和交换块数据的有效性；
若交换块中存在扇区ECC校验错误，则表明交换块中没有有效的可供恢复的数据，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若交换块各扇区ECC校验正确，则需进一步判断原块数据有效性；若原块各扇区ECC校验正确，则直接跳出掉电保护操作，执行在线编程器正常操作；若原块存在扇区ECC校验错误，则将交换块中的数据回写到原块。
2.根据权利要求1所述的NandFlash存储器写操作过程掉电防护方法，其特征在于，NandFlash存储器写操作过程如下：先将定义的交换块擦除，擦除后，将原块数据备份到交换块中；接着，擦除原块中旧的数据，将交换块中的原首数据回写至原块，再将新的待写入数据写至原块，最后将交换块中的原尾数据回写至原块。
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