CN103838608B - NAND Flash页面自适应的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于存储技术领域，提供了一种NAND Flash页面自适应的方法及装置，所述方法包括如下步骤：当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。本发明提出的方法及装置可适应不同页面大小的NAND Flash的读写操作。

Description

NAND Flash页面自适应的方法及装置

技术领域

本发明属于存储技术领域，尤其涉及一种NAND Flash页面自适应的方法及装置。

背景技术

随着嵌入式技术的飞速发展，各种应用对存储设备的要求也随之提高。嵌入式设备由于受成本、体积等因素的影响通常需要使用较大容量的非易失性的存储设备。NANDFlash存储器由于其具有存储容量大、价格便宜、掉电数据不丢失等优点，目前被广泛用于移动电话、数码相机、电视机顶盒等电子产品中。

NAND Flash设备的结构分为多个存储块（Block），每个Block由多个页（Page）组成。Block是NAND Flash的最小可擦除的单位，Block的基本组成单位Page是NAND Flash的最小可编程单位。Page进一步划分为主数据区（main data）和剩余数据区（spare data）。NAND Flash常见的页面大小有512B、2KB和4KB这3种类型。512B的页实际大小是528字节，它的主数据区大小是512B，其他数据区占16B（其中Spare User Data-5bytes，ECC-10bytes，Reserved-1byte）。而2KB和4KB页分别由4个和8个528字节的数据区组成，每个528 字节的数据区的主数据区大小都是512字节。512B与2KB页面结构的对比如图1、图2所示。

EFS是高通设计的基于NAND Flash的文件系统，文件系统与Flash页的结构密切相关，EFS文件系统分为5层，最底层是硬件层，NAND Flash硬件处于硬件层；第二层是NANDController层，该层的作用的提供访问NAND Flash设备的接口给上层；第三层是NANDFlash驱动层，该层的功能是提供基本的Flash读写擦出等操作接口给上层；第四层是文件系统层，提供文件操作API给应用层；最上层是应用层。

由于不同大小页面的结构不同，因此NAND Flash的读写访问时需要针对不同的页面做不同的处理。传统的做法是对于不同的页面编写不同的驱动代码，然后生成各自的bin文件烧写到对应的NAND Flash中，这种做法的缺点是会带来软件维护方面的麻烦。另一种常见的做法是编写2套不同的文件系统代码来适应小页面（512B）和大页面（2KB和4KB），例如Linux系统下流行的yaffs文件系统用于小页面，而yaffs2文件系统用于大页面。这种做法的好处是能够自适应不同的页面，缺点是需要使用2套不同的文件系统代码接口，在软件的设计上比较麻烦。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种NAND Flash页面自适应的方法及装置，旨在解决现有的NAND Flash在访问时因不同页面大小需 要不同的代码造成维护困难的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种NAND Flash页面自适应的方法，所述方法包括如下步骤：

当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；

当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。

进一步地，所述对NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作进一步为：

通过写页面函数写入所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间；

通过读页面函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间。

进一步地，所述通过写页面函数写入NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间包括：

申请一个大小为第三数值的第一Buffer；

将待写入的数据拷贝至所述申请的第一Buffer；

调用write_page函数将所述第一Buffer中的数据写入所述NAND Flash的某一页面起始位置的第三数值的空间。

进一步地，在执行所述调用write_page函数将第一Buffer中的数 据写入NANDFlash的某一页面起始位置的第三数值的空间之后，还包括：

调用read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至Verify_buffer；

比较所述Verify_buffer前第三数值的数据与第一Buffer的数据，相同则写成功，否则失败。

进一步地，所述通过读页面函数读取NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间包括：

申请一个大小为第三数值的第二Buffer；

通过read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至所述第二Buffer；

将所述第二Buffer的数据拷贝至指定的存储空间。

本发明还提出一种NAND Flash页面自适应的装置，所述装置包括：

大页面读写模块，用于当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；

小页面读写模块，用于当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。

进一步地，所述大页面读写模块包括：

写单元，用于通过写页面函数写入所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间；

读单元，用于通过读页面函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间。

进一步地，所述写单元包括：

申请第一子单元，用于申请一个大小为第三数值的第一Buffer；

缓冲子单元，用于将待写入的数据拷贝至所述申请的第一Buffer；

调用子单元，用于调用write_page函数将所述第一Buffer中的数据写入所述NANDFlash的某一页面起始位置的第三数值的空间。

进一步地，所述写单元还包括：

检验子单元，用于调用通过read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至Verify_buffer；以及比较所述Verify_buffer前第三数值的数据与第一Buffer的数据，相同则写成功，否则失败。

进一步地，所述读单元包括：

申请第二子单元，用于申请一个大小为第三数值的第二Buffer；

读取子单元，用于通过read_page函数读取所述NAND Flash页面的起始位置的第三数值的数据至所述第二Buffer；

拷贝子单元，用于将所述第二Buffer的数据拷贝至指定的存储空间。

本发明实施例考虑到NAND Flash中，2KB页面、4KB页面与 512B页面的相似性，通过仅使用2KB和4KB页面起始位置的512B区域进行NAND Flash页的读写擦除等操作，从而达到只用一份代码便可以兼容上述几种大小页面的NAND Flash，使系统能正常启动。无需针对不同的NAND Flash页面编写不同的文件系统接口，简化了软件代码设计。

附图说明

图1是NAND Flash页面大小为512B时的页面结构图；

图2是NAND Flash页面大小为2K时的页面结构图；

图3是本发明实施例一提供的NAND Flash页面自适应的方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的NAND Flash页面自适应的方法中写操作的流程图；

图5是本发明实施例二提供的NAND Flash页面自适应的装置的结构图；

图6是本发明实施例二提供的NAND Flash页面自适应的装置中大页面读写模块的结构图；

图7是本发明实施例二提供的NAND Flash页面自适应的装置中写单元的结构图；

图8是本发明实施例二提供的NAND Flash页面自适应的装置中读单元的结构图。

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。

实施例一

本发明实施例一提出一种NAND Flash页面自适应的方法。如图3所示，本发明实施例一的方法包括如下步骤：

S1、当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；

S2、当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。

本发明实施例一以EFS文件系统、第一数值为2KB，第二数值为4KB，第三数值为512KB为例进行说明，实际应用当中，不仅限于EFS文件系统和上述数值限定。对NAND Flash进行读写操作前，通常需要先进行NAND Flash复位。在EFS文件系统这一层，需要对NANDFlash进行读写操作。如果NAND Flash的页面大小是512B，则使用NAND Flash的全部存储空间，如果NAND Flash的页面大小是2KB或者4KB，那么仅仅使用某一页面起始位置的528字节（包括512字节的主数据区加上16字节的剩余数据区）。这样，以牺牲 2KB或者4KB大页面的部分存储空间为代价，换来不同页面的NAND Flash自适应。

具体地，在EFS2文件系统层，通过调用写函数fs_device_write_page()完成写NAND Flash页面的功能，对于NAND Flash页面大小为2KB或4KB时，写入页面的数据的实际长度为512B，从2KB或4KB页面的某一页面的起始位置起算。如图4所示，步骤S1包括：

步骤S11、首先需要申请一个512B大小的第一Buffer；

步骤S12、将待写入数据拷贝到第一Buffer中；

步骤S13、通过write_page()回调函数将第一Buffer中的数据写入NAND Flash的某一个页面。write_page()回调函数实际是NAND Controller层的函数flash_nand_ctrl_c_write_page()；

步骤S14、调用底层的read_page()函数读取该页面中的数据到verify_buffer；

步骤S15、比较第一Buffer与verify_buffer的前512B内的数据，如果相同表示写操作OK，否者写操作错误，返回失败。

类似地，fs_device_read_page()用于完成读某个NAND Flash页面的功能。先申请一个521B的第二Buffer，然后通过read_page函数读取NAND Flash页面起始位置的512B至第二Buffer，通过data指针将第二Buffer的数据拷贝至data指针指定的存储空间。

本发明实施例一考虑到NAND Flash中，2KB页面、4KB页面与512B页面的相似性，通过仅使用2KB和4KB页面起始位置的512B 区域进行NAND Flash页的读写擦除等操作，从而达到只用一份代码便可以兼容上述几种大小页面的NAND Flash，无需针对不同的NANDFlash页面编写不同的文件系统接口，简化了软件代码设计。

实施例二

本发明实施例二提供了一种NAND Flash页面自适应的装置。如图5所示，本发明实施例二的装置包括大页面读写模块10和小页面读写模块20，其中，大页面读写模块10当进行NAND Flash页面读写操作，且NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对NANDFlash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作，第三数值小于第一数值和第二数值；小页面读写模块20当进行NAND Flash页面读写操作，且NAND Flash的页面大小为第三数值时，对NAND Flash的全部空间进行读写操作。

本发明实施例二的装置以应用于EFS文件系统、第一数值为2KB，第二数值为4KB，第三数值为512KB为例进行说明，实际应用当中，不仅限于EFS文件系统。对NAND Flash进行读写操作前，通常需要先进行NAND Flash复位。在EFS文件系统这一层，需要对NAND Flash进行读写操作。如果NAND Flash的页面大小是512B，则小页面读写模块20使用NAND Flash的全部存储空间，如果NAND Flash的页面大小是2KB或者4KB，那么大页面读写模块10仅仅使用某一页面起始位置的528字节（包括512字节的主数据区加上16字节的剩余数据区）。这样，以牺牲2KB或者4KB大页面的部分存储空间为代价，换来不同页面的NAND Flash自适应。

参照图6，大页面读写模块10包括写单元11和读单元12。其中，写单元11用于通过写页面函数写入NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间；读单元12用于通过读页面函数读取NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间。

参照图7，写单元11包括申请第一子单元111、缓冲子单元112、调用子单元113和检验子单元114。其中，申请第一子单元111用于申请一个大小为第三数值的第一Buffer；缓冲子单元112用于将待写入的数据拷贝至申请的第一Buffer；调用子单元113用于调用write_page函数将第一Buffer中的数据写入NAND Flash的某一页面起始位置的第三数值的空间；检验子单元114用于调用通过read_page函数读取NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至Verify_buffer；以及比较Verify_buffer前512B的数据与第一Buffer的数据，相同则写成功，否则失败。

参照图8，读单元12包括申请第二子单元121、读取子单元122和拷贝子单元123。其中，申请第二子单元121用于申请一个大小为第三数值的第二Buffer；读取子单元122用于通过read_page函数读取NAND Flash页面的起始位置的第三数值的数据至第二Buffer；拷贝子单元123用于将第二Buffer的数据拷贝至指定的存储空间。

本发明实施例二考虑到NAND Flash中，2KB页面、4KB页面与512B页面的相似性，通过仅使用2KB和4KB页面起始位置的512B区域进行NAND Flash页的读写擦除等操作，从而达到只用一份代码便可以兼容上述几种大小页面的NAND Flash，无需针对不同的 NANDFlash页面编写不同的文件系统接口，简化了软件代码设计。

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 (10)

1.一种NAND Flash页面自适应的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；

当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作进一步为：

通过写页面函数写入所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间；

通过读页面函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过写页面函数写入NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间包括：

申请一个大小为第三数值的第一Buffer；

将待写入的数据拷贝至所述申请的第一Buffer；

调用write_page函数将所述第一Buffer中的数据写入所述NAND Flash的某一页面起始位置的第三数值的空间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在执行所述调用write_page函数将第一Buffer中的数据写入NAND Flash的某一页面起始位置的第三数值的空间之后，还包括：

调用read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至Verify_buffer；

比较所述Verify_buffer前第三数值的数据与第一Buffer的数据，相同则写成功，否则失败。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过读页面函数读取NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间包括：

申请一个大小为第三数值的第二Buffer；

通过read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至所述第二Buffer；

将所述第二Buffer的数据拷贝至指定的存储空间。

6.一种NAND Flash页面自适应的装置，其特征在于，所述装置包括：

大页面读写模块，用于当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第一数值和第二数值时，对所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间进行读写操作；所述第三数值小于第一数值和第二数值；

小页面读写模块，用于当进行NAND Flash页面读写操作，且所述NAND Flash的页面大小为第三数值时，对所述NAND Flash的全部空间进行读写操作。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述大页面读写模块包括：

写单元，用于通过写页面函数写入所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间；

读单元，用于通过读页面函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的空间。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述写单元包括：

申请第一子单元，用于申请一个大小为第三数值的第一Buffer；

缓冲子单元，用于将待写入的数据拷贝至所述申请的第一Buffer；

调用子单元，用于调用write_page函数将所述第一Buffer中的数据写入所述NANDFlash的某一页面起始位置的第三数值的空间。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述写单元还包括：

检验子单元，用于调用通过read_page函数读取所述NAND Flash页面起始位置的第三数值的数据至Verify_buffer；以及比较所述Verify_buffer前第三数值的数据与第一Buffer的数据，相同则写成功，否则失败。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述读单元包括：

申请第二子单元，用于申请一个大小为第三数值的第二Buffer；

读取子单元，用于通过read_page函数读取所述NAND Flash页面的起始位置的第三数值的数据至所述第二Buffer；

拷贝子单元，用于将所述第二Buffer的数据拷贝至指定的存储空间。