CN104461750B - 一种NAND flash的访问方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种NAND flash的访问方法和装置。所述方法包括：描所述NAND flash中的坏块，并记录所述NAND flash中坏块的地址；接收对所述NAND flash的操作，将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。本发明可以避免NAND flash使用中出现坏块标志被擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题。

Description

一种NAND flash的访问方法和装置

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种NAND flash的访问方法和装置。

背景技术

根据实现的技术架构的不同，闪存芯片可以分为NOR flash、NAND flash和DINORflash等几种类型。相比于其他几种类型的闪存，NAND flash能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，因此，它是实现大容量数据存储器的理想数据存储介质。

由于制造工艺和成本原因，任何厂家的NAND flash在出厂时就含有坏块（即无效块，invalid block），因此，NAND flash在出厂时需要对坏块进行标记，标记方法有多种，例如，将坏块第一个页（page）的空闲区域（spare area）的第6个byte标记为不等于0xff的值，又如，将整页的值都标记为0。

当用户访问NAND flash，对一个块做写操作之前，通过判断块的第6个byte是否为0xff，如果是就证明不是坏块，可以对块进行先擦除再写入数据，反之，若是坏块就不能执行写操作。由此可见，NAND flash在使用上存在着风险，传统设计中的坏块标志在做擦写操作时都可以改变的，万一误操作，将坏块标志擦掉，坏块标志将不复存在，写入的信息可能丢失，造成写操作的混乱和不稳定。

发明内容

本发明提供一种NAND flash的访问方法和一种NAND flash的访问装置，以避免NAND flash使用中出现坏块标志被擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题。

本发明提供了一种NAND flash的访问方法，包括：

扫描所述NAND flash中的坏块，并记录所述NAND flash中坏块的地址；

接收对所述NAND flash的操作，将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

优选地，所述扫描所述NAND flash中的坏块的步骤包括：

扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

优选地，所述记录所述NAND flash中坏块的地址的步骤包括：

将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中；

将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

优选地，所述方法还包括：

在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中；

所述将所述操作所访问所述NAND flash的存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配的步骤包括：

读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表；

将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

优选地，所述返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息的步骤包括：

若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

若所述操作为读操作，则不执行所述写操作，将所述NAND flash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

优选地，所述预设值为不等于0xff的值。

本发明还提供了一种NAND flash的访问装置，包括：

坏块扫描模块，用于扫描所述NAND flash中的坏块；

地址记录模块，用于记录所述NAND flash中坏块的地址；

操作接收模块，用于接收对所述NAND flash的操作；

地址匹配模块，用于将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

信息返回模块，用于若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

优选地，所述坏块扫描模块包括：

坏块查找子模块，用于扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

优选地，所述地址记录模块包括：

地址保存子模块，用于将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中；

地址固化子模块，用于将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

优选地，所述装置还包括：

地址表存放模块，用于在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中；

所述地址匹配模块包括：

地址表读取子模块，用于读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表；

地址表匹配子模块，用于将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

优选地，所述信息返回模块包括：

写操作信息返回子模块，用于若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

读操作信息返回子模块，用于若所述操作为读操作，则不执行所述写操作，将所述NAND flash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

优选地，所述预设值为不等于0xff的值。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

依据本发明实施例，预先记录NAND flash中坏块的地址，在对NAND flash进行操作时，通过将操作的地址与记录的坏块的地址进行匹配确定为针对坏块的操作后，返回坏块的提示，从而可以避免现有技术中对访问的块进行判断，可能存在误操作将坏块标志擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题，并且可以不启动内部读写电路，节省了功耗，又减少了NAND flash内部busy的时间。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的一种NAND flash的访问方法的流程图；

图2是本发明实施例二所述的一种NAND flash的访问方法的流程图；

图3是本发明实施例一所述的一种NAND flash的访问装置的结构框图；

图4是本发明实施例二所述的一种NAND flash的访问装置的结构框图；

图5是本发明实施例中对NAND flash进行扫描的流程图；

图6是本发明实施例中对NAND flash进行读操作的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，示出了本发明的一种NAND flash的访问方法实施例1的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤101、扫描所述NAND flash中的坏块，并记录所述NAND flash中坏块的地址。

一个NAND flash由很多个块（Block）组成，每个块里面又包含了很多页（Page）。本发明实施例中，首先对NAND flash中所包含的各个块进行扫描，找出其中的坏块，并记录下坏块的地址。

本发明实施例中，所述扫描所述NAND flash中的坏块的步骤可以包括：

子步骤S11、扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

NAND flash每个块中所包含的页，每一页包含两个区：main（主）区和spare（空闲）区，main区用于存储正常的数据，spare区用于存储其他附加信息，如块好坏的标记、块的逻辑地址、页内数据的ECC校验等。不同厂家的NAND flash标记坏块的方式不同，例如，当采用将NAND flash的坏块的第一个页的空闲区的第6个比特标记为一个特定的预设值的方式时，可以在对NAND flash中的各个块（即各个数据存储块）进行扫描时，若判断该块的第一个页的空闲区域的第6个比特为预设值，则可以确定该块为坏块。在具体的实现中，所述预设值可以为不等于0xff的值。在具体的实现中，针对不同的标记坏块的方式，可以按照相应的方法找出坏块。

步骤102、接收对所述NAND flash的操作，将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配。

预先记录了NAND flash中各个坏块的地址后，在接收到对NAND flash的操作时，在执行操作前，先将该操作所访问的NAND flash中块的地址与预先记录的地址进行匹配，即在记录的坏块的地址中查找是否有该操作所访问的地址。

对所述NAND flash的操作包括读操作和写操作，对NAND flash数据的写入，是需要用电去擦除/写入的，因此，写操作也即是编程操作。由于NAND flash以页为单位进行读写，以块为单位进行擦除。因此，对NAND flash的读操作的地址为NAND flash的页的地址，对NAND flash的写操作的地址为NAND flash的块的地址。在将对NAND flash的操作的地址与预先记录的坏块地址进行匹配时，若为写操作，则将写操作的块地址与坏块的地址进行匹配，若为读操作，则将读操作的页地址所属的块地址与坏块的地址进行匹配。

步骤103、若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

本发明实施例中，若记录的坏块的地址中不包含所述操作所访问的存储块的地址，则直接执行该操作。若确定对NAND flash的操作的地址为坏块的地址，不执行该操作，而是返回表示所访问的存储块为坏块的信息，从而可以避免现有技术中对访问的块进行判断，可能存在误操作将坏块标志擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题。

具体而言，所述返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息的步骤包括：

子步骤S21、若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

子步骤S22、若所述操作为读操作，则不执行所述写操作，将所述NAND flash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

本发明实施例中，当所述操作为写操作时，若访问的地址与某个坏块地址匹配，此时不去做真正的写操作，而直接返回写失败标志，从而不需要启动内部写操作电路。当所述操作为读操作时，由于读操作没有相应的失败标志，需要通过临时在缓存写入一个值，读取该值并返回，具体而言，若访问的地址与某个坏块地址匹配，不做内部真正的读操作，而是将NAND flash的缓存（cache）的值直接清成预设值，这样用户读取页内部标记的坏块标记位置处的数据时，得到的只是缓存内的值，不需要启动内部的读电路，即节省了功耗，又减少了内部busy的时间。

参考图2，示出了本发明的一种NAND flash的访问方法实施例2的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤201、扫描所述NAND flash中的坏块。

步骤202、将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中。

步骤203、将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

与上个实施例不同的是，本实施例中，在扫描NAND flash中的坏块后，可以将坏块的地址保存到预置的一个坏块地址表中，并进一步对坏块地址表进行保存，优选地，可以将坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列（NAND array）中。

步骤204、在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中。

由于每颗芯片的坏块位置和坏块个数差别比较大，故出厂后在用户使用过程中需要动态匹配地址，所以每次芯片上电后必须将坏块地址读出。相应的，本实施例中，可以在执行操作前，读取NAND flash的存储阵列中的坏块地址表，在优选的实施例中，可以将坏块地址表存放到寄存器中，以避免操作的时候从存储阵列中“多次的读取”会存在损坏存储阵列的可能。

步骤205、接收对所述NAND flash的操作。

步骤206、读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表。

本实施例中，在接收到对NAND flash的操作后，在寄存器中读取坏块地址表，需要说明的是，在具体的实现中，在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表的步骤可以在接收到对NAND flash的操作之后读取，也可以在接收到对NAND flash的操作之前读取，也可以在NAND flash每次上电后读取出来，在接收对所述NAND flash的操作直接使用，本发明对此并不做限制。

步骤207、将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

步骤208、若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

为使本领域技术人员更好的理解本发明，以下给出本发明实施例NAND flash的访问的具体流程：

如图5给出了本发明实施例中对NAND flash进行扫描的流程图，可以按照NANDflash所包含的块的顺序，一个个进行扫描，针对每个块进行判断，若是坏块，则将该块的地址进行保存，若不是坏块，则继续扫描下一个块，直至各个块均扫描过后，坏块扫描结束。

如图6给出了本发明实施例中对NAND flash进行读操作的流程图。

在NAND flash上电后读取预存的坏块地址，并在接收到对NAND flash的读操作后，将读操作所访问的NAND flash的块地址与预存的坏块地址进行匹配，若是，即在预存的坏块地址中找到读操作所访问的地址，则将NANDflash的cache清为预设值（例如不等于0xff的值），再读取该预设值返回，若否，即在预存的坏块地址中未找到读操作所访问的地址，则直接按照读操作所访问的地址读取相应的数据并返回。

综上，依据本发明实施例，预先记录NAND flash中坏块的地址，在对NAND flash进行操作时，通过将操作的地址与记录的坏块的地址进行匹配确定为针对坏块的操作后，返回坏块的提示，从而可以避免现有技术中对访问的块进行判断，可能存在误操作将坏块标志擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题，并且可以不启动内部读写电路，节省了功耗，又减少了NAND flash内部busy的时间。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

参考图3，示出了本发明的一种NAND flash的访问装置实施例1的结构框图，该装置可以包括以下模块：

坏块扫描模块301，用于扫描所述NAND flash中的坏块；

地址记录模块302，用于记录所述NAND flash中坏块的地址；

操作接收模块303，用于接收对所述NAND flash的操作；

地址匹配模块304，用于将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

信息返回模块305，用于若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

本发明实施例中，所述坏块扫描模块可以包括：

坏块查找子模块，用于扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

本发明实施例中，所述信息返回模块可以包括：

写操作信息返回子模块，用于若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

读操作信息返回子模块，用于若所述操作为读操作，则不执行所述写操作，将所述NAND flash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

本发明实施例中，所述预设值可以为不等于0xff的值。

依据本发明实施例，预先记录NAND flash中坏块的地址，在对NAND flash进行操作时，通过将操作的地址与记录的坏块的地址进行匹配确定为针对坏块的操作后，返回坏块的提示，从而可以避免现有技术中对访问的块进行判断，可能存在误操作将坏块标志擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题，并且可以不启动内部读写电路，节省了功耗，又减少了NAND flash内部busy的时间。

参考图4，示出了本发明的一种NAND flash的访问装置实施例2的结构框图，该装置可以包括以下模块：

坏块扫描模块401，用于扫描所述NAND flash中的坏块；

地址记录模块402，用于记录所述NAND flash中坏块的地址；

操作接收模块403，用于接收对所述NAND flash的操作；

地址匹配模块404，用于将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

信息返回模块405，用于若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

与上个实施例不同的是，本实施例中，所述地址记录模块402可以包括：

地址保存子模块4021，用于将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中；

地址固化子模块4022，用于将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

与上个实施例不同的是，本实施例中，所述装置还包括：

地址表存放模块406，用于在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中。

相应的，所述地址匹配模块404进一步包括：

地址表读取子模块4041，用于读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表；

地址表匹配子模块4042，用于将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

依据本发明实施例，预先记录NAND flash中坏块的地址，在对NAND flash进行操作时，通过将操作的地址与记录的坏块的地址进行匹配确定为针对坏块的操作后，返回坏块的提示，从而可以避免现有技术中对访问的块进行判断，可能存在误操作将坏块标志擦掉，造成写操作的混乱和不稳定的问题，并且可以不启动内部读写电路，节省了功耗，又减少了NAND flash内部busy的时间。

由于装置实施例基本相应于前述图1-2所示的方法实施例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此就不赘述了。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种NAND flash的访问方法，以及，一种NAND flash的访问装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种NAND flash的访问方法，其特征在于，包括：

扫描所述NAND flash中的坏块，并记录所述NAND flash中坏块的地址；

接收对所述NAND flash的操作，将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

其中，所述返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息的步骤包括：

若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

若所述操作为读操作，则不执行所述读操作，将所述NAND flash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描所述NAND flash中的坏块的步骤包括：

扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录所述NAND flash中坏块的地址的步骤包括：

将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中；

将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中；

所述将所述操作所访问所述NAND flash的存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配的步骤包括：

读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表；

将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设值为不等于0xff的值。

6.一种NAND flash的访问装置，其特征在于，包括：

坏块扫描模块，用于扫描所述NAND flash中的坏块；

地址记录模块，用于记录所述NAND flash中坏块的地址；

操作接收模块，用于接收对所述NAND flash的操作；

地址匹配模块，用于将所述操作所访问的所述NAND flash中数据存储块的地址与记录的坏块的地址进行匹配；

信息返回模块，用于若记录的坏块的地址中包含所述操作所访问的存储块的地址，则返回表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

其中，所述信息返回模块包括：

写操作信息返回子模块，用于若所述操作为写操作，则不执行所述写操作，并返回写操作失败的标志作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息；

读操作信息返回子模块，用于若所述操作为读操作，则不执行所述写操作，将所述NANDflash缓存中的值修改为预设值，读取并返回所述缓存中的预设值作为表示所述操作所访问的存储块为坏块的信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述坏块扫描模块包括：

坏块查找子模块，用于扫描所述NAND flash中所包含的各个数据存储块，找出第一个页的空闲区域的第6个比特标记为预设值的数据存储块作为坏块。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述地址记录模块包括：

地址保存子模块，用于将所述NAND flash中坏块的地址保存到预置的坏块地址表中；

地址固化子模块，用于将所述坏块地址表固化到所述NAND flash的存储阵列中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

地址表存放模块，用于在所述NAND flash的存储阵列中读取所述坏块地址表，并存放在所述NAND flash的寄存器中；

所述地址匹配模块包括：

地址表读取子模块，用于读取保存在所述NAND flash的寄存器中的坏块地址表；

地址表匹配子模块，用于将所述操作所访问的所述NAND flash的存储块的地址与所述坏块地址表中坏块的地址进行匹配。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设值为不等于0xff的值。