CN107632941A - 一种提高闪存写入性能的方法 - Google Patents
一种提高闪存写入性能的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107632941A CN107632941A CN201710700312.7A CN201710700312A CN107632941A CN 107632941 A CN107632941 A CN 107632941A CN 201710700312 A CN201710700312 A CN 201710700312A CN 107632941 A CN107632941 A CN 107632941A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- block
- data
- dynamic
- page
- dynamic block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开了一种提高闪存写入性能的方法，将数据分为大批量数据和小单元数据，针对大批量数据采用块表映射，并顺序写入块地址；针对小单元数据，采用页表映射，以堆栈方式写入空白页；设置若干个动态块里的页作为页表映射地址，动态块同时遵循块表映射，动态块写满时对动态块进行替换；当某个动态块的数据是连续地址写入并写满，则认定写入数据为大批量数据，立即将该动态块整理为数据块，更新块映射表，该动态块变为空白动态块用来替换。该方法能够减少了闪存块单元的擦除次数，提高了闪存寿命，明显地提升了闪存写入性能。
Description
技术领域
本发明属于闪存性能管理领域，具体为一种提高闪存写入性能的方法。
背景技术
由于闪存(Flash)的擦除单元是块(Block)，而写入单元是比块小的页(Page)和扇区(Sector)，所以，为了保留数据的完整性，在对闪存管理的时候不得不经常做大量的资料复制操作，从而降低了写入性能。
FAT/FAT32文件系统对闪存进行写入资料的时候，由于文件系统写入资料的同时还要写文件分配表，目录等小单元数据，这些小单元数据的逻辑地址并不连续，并且复写的概率很高，而与这些小单元数据同在一个块地址的其他数据必须保留下来，所以闪存管理模块不得不把这些要保留的数据复制到空白块，擦除当前旧块(如图一所示)，这样就需要额外做擦除和复制的操作，大大降低了写入速度，同时也降低了闪存的使用寿命(闪存的擦除次数有寿命限制)。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种对闪存进行管理的方法，能够提高闪存写入性能了，尤其针对FAT/FAT32文件系统。本发明提供的一种提高闪存写入性能的方法，将数据分为大批量数据和小单元数据，针对大批量数据采用块表映射，并顺序写入块地址；针对小单元数据，采用页表映射，以堆栈方式写入空白页；
设置若干个动态块，将所述动态块的页作为页表映射地址，动态块同时遵循块表映射，动态块写满时对动态块进行替换；
当某个动态块的数据是连续地址写入并写满，则认定写入数据为大批量数据，立即将该动态块整理为数据块，更新块映射表，该动态块变为空白动态块用来替换。
进一步的，所述的设置若干个动态块里的页作为页表映射地址，动态块同时也遵循块表映射，动态块写满时对对动态块进行替换具体过程为：
步骤1，首先定义若干个动态块，优先使用空白动态块用于存入大批量数据；
步骤2，查询页映射表，将小批量数据存入页映射表中空白页所对应的动态块地址中；
步骤3，当所述动态块全部被占用，把堆栈最深的动态块整理为数据块；
步骤4，根据页映射表，将最新的资料复制到数据块，更新块映射表；
步骤5，将原先储存所述最新的数据的动态块更新为空白动态块用来替换。
作为一种优选，将所述方法应用于FAT/FAT32文件系统中时，所述动态块数量为3至5个。
进一步的，所述动态块分布在引导区、目录区、文件分配表区以及数据区。
更进一步的，所述将数据分为大批量数据和小单元数据的依据为：连续地址的数据视为大批量数据，非连续地址或复写的数据视为小单元数据。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明管理方法能够减少了闪存块单元的擦除次数，提高了闪存寿命。
本文对闪存的管理方法明显地提升了闪存写入性能。例如，应用于SD卡控制器，在相同频率下，可以将速率等级从class4提升至class6。
附图说明
图1为现有技术中闪存管理块的方法示意图；
图2为本发明方法中小单元数据复写方法示意图；
图3为本发明方法中动态块整理方法示意图；
图4为本发明方法中大批量数据块整理方法示意图；
图5为实施例2的示意图；
图6为实施例3的示意图。
具体实施方式
本发明的实施提供一种提高闪存写入性能的方法，为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供的解决方案：
1)连续地址的数据视为大批量数据，采用块表映射，顺序写入块地址。
2)非连续地址或复写的数据视为小单元数据，采用页表映射，以堆栈的方式写入空白页，更新页表，如图2所示。
3)对于有内存大小限制的微控制器，页表映射不能无限制大，因此采用几个动态块里的页作为页表映射地址，动态块同时也遵循块表映射，动态块写满则替换。
4)根据FAT/FAT32文件系统原理，经常交替写入的区块分为引导区、目录区、文件分配表区和数据区，因此，动态块的数量选择在3～5个较为合理，可以达到各个区块的平均分配。
动态块的替换规则：
1)首先优先使用空白动态块。
2)当动态块全部被占用，把堆栈最深的动态块整理为数据块：根据页映射表，将有用的资料复制到数据块，如图3所示。更新块映射表，该动态块变为空白动态块用来替换。
3)当某个动态块的数据是连续地址写入并写满，则认定写入数据为大批量数据，立即将该动态块整理为数据块，更新块映射表，该动态块变为空白动态块用来替换，如图3所示。
实例1：用户写入数据的地址是0，数据长度是128，那么这次写入是大批量数据写入，我们可以直接写入某个物理块(块里面的页是顺序的)，假设是2，则逻辑块地址0和物理块地址2是一一对应的，填入块表。
实例2：用户写入数据的地址和长度依次是：地址0，长度2；地址3，长度1；地址3，长度1；地址2，长度1；地址5，长度6……，这样的数据就是非连续地址的小单元数据，我们采用页表映射的方式，如图5所示：
实例3：用户写入数据的地址是0，假设我们有3个动态块，均已占用，分别对应地址10,20,30，那么我们需要整理一个动态块，释放出空白动态块给地址0使用，如图6所示：
我们会整理动态块20，因为动态块20里的地址是顺序的，并且已经写满，所以动态块20被整理为数据块，释放出来一个动态块写入地址0的数据。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高闪存写入性能的方法，其特征在于，将数据分为大批量数据和小单元数据，针对大批量数据采用块表映射，并顺序写入块地址；针对小单元数据，采用页表映射，以堆栈方式写入空白页；
设置若干个动态块，将所述动态块的页作为页表映射地址，动态块同时遵循块表映射，动态块写满时对动态块进行替换；
当某个动态块的数据是连续地址写入并写满，则认定写入数据为大批量数据，立即将该动态块整理为数据块，更新块映射表，该动态块变为空白动态块用来替换。
2.根据权利要求1所述的一种提高闪存写入性能的方法，其特征在于，所述的设置若干个动态块里的页作为页表映射地址，动态块同时也遵循块表映射，动态块写满时对对动态块进行替换具体过程为：
步骤1，首先定义若干个动态块，优先使用空白动态块用于存入大批量数据；
步骤2，查询页映射表，将小批量数据存入页映射表中空白页所对应的动态块地址中；
步骤3，当所述动态块全部被占用，把堆栈最深的动态块整理为数据块；
步骤4，根据页映射表，将最新的资料复制到数据块，更新块映射表；
步骤5，将原先储存所述最新的数据的动态块更新为空白动态块用来替换。
3.根据权利要求2所述的一种提高闪存写入性能的方法，其特征在于，将所述方法应用于FAT/FAT32文件系统中时，所述动态块数量为3至5个。
4.根据权利要求2所述的一种提高闪存写入性能的方法，其特征在于，对逻辑地址经过计算得到逻辑块和逻辑页，将所述动态块分布在引导区、目录区、文件分配表区以及数据区。
5.根据权利要求1所述的一种提高闪存写入性能的方法，其特征在于，所述将数据分为大批量数据和小单元数据的依据为：连续地址的数据视为大批量数据，非连续地址或复写的数据视为小单元数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710700312.7A CN107632941A (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种提高闪存写入性能的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710700312.7A CN107632941A (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种提高闪存写入性能的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107632941A true CN107632941A (zh) | 2018-01-26 |
Family
ID=61100167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710700312.7A Pending CN107632941A (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种提高闪存写入性能的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107632941A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110059021A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-26 | 深圳市时创意电子有限公司 | 一种降低写入放大率并提升随机写入性能的算法 |
| CN111966302A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 南京扬贺扬微电子科技有限公司 | 一种基于逻辑物理映射表的SPI Nand数据写入方法 |
| CN112486580A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种实现VxWorks操作系统快速启动的方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101030167A (zh) * | 2007-01-17 | 2007-09-05 | 忆正存储技术(深圳)有限公司 | 闪存的区块管理方法 |
| CN102339255A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 安凯(广州)微电子技术有限公司 | 一种Nand写平衡处理方法 |
| CN102819494A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-12-12 | 山东华芯半导体有限公司 | 一种闪存顺序写入时的优化方法 |
| CN102841851A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-26 | 深圳市江波龙电子有限公司 | 闪存管理方法和闪存设备 |
| CN106547703A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-03-29 | 华中科技大学 | 一种基于块组结构的ftl优化方法 |
-
2017
- 2017-08-16 CN CN201710700312.7A patent/CN107632941A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101030167A (zh) * | 2007-01-17 | 2007-09-05 | 忆正存储技术(深圳)有限公司 | 闪存的区块管理方法 |
| CN102339255A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 安凯(广州)微电子技术有限公司 | 一种Nand写平衡处理方法 |
| CN102819494A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-12-12 | 山东华芯半导体有限公司 | 一种闪存顺序写入时的优化方法 |
| CN102841851A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-26 | 深圳市江波龙电子有限公司 | 闪存管理方法和闪存设备 |
| CN106547703A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-03-29 | 华中科技大学 | 一种基于块组结构的ftl优化方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110059021A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-26 | 深圳市时创意电子有限公司 | 一种降低写入放大率并提升随机写入性能的算法 |
| CN111966302A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 南京扬贺扬微电子科技有限公司 | 一种基于逻辑物理映射表的SPI Nand数据写入方法 |
| CN112486580A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种实现VxWorks操作系统快速启动的方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7844772B2 (en) | Device driver including a flash memory file system and method thereof and a flash memory device and method thereof | |
| US9244833B2 (en) | Data-storage device and flash memory control method | |
| KR101982251B1 (ko) | 저장 디바이스들이 낮은 과도 공급으로 낮은 기입 증폭을 달성하기 위한 방법 | |
| CN101493794B (zh) | 一种闪存数据处理方法及装置 | |
| US20140089564A1 (en) | Method of data collection in a non-volatile memory | |
| EP2631916A1 (en) | Data deletion method and device | |
| US8635399B2 (en) | Reducing a number of close operations on open blocks in a flash memory | |
| CN102779096B (zh) | 一种基于页块面三维的闪存地址映射方法 | |
| US9183142B2 (en) | Reducing flash memory write amplification and latency | |
| KR20110117099A (ko) | 메모리 장치에서 맵핑 어드레스 테이블을 유지관리하는 방법 | |
| WO2009131851A1 (en) | Method and system for storage address re-mapping for a multi-bank memory device | |
| CN104899156A (zh) | 一种面向大规模社交网络的图数据存储及查询方法 | |
| CN103858125B (zh) | 重复数据处理方法、装置及存储控制器和存储节点 | |
| CN103608782A (zh) | Lsb页面和msb页面中的选择性数据存储 | |
| CN106201335B (zh) | 存储系统 | |
| US20160098355A1 (en) | Optimistic data read | |
| WO2011072538A1 (zh) | Nandflash擦除均衡的方法及装置 | |
| CN103365786B (zh) | 数据存储方法、装置和系统 | |
| CN107239412A (zh) | 基于Thin‑LUN的存储空间配置方法、数据写入方法及存储设备 | |
| US20140331024A1 (en) | Method of Dynamically Adjusting Mapping Manner in Non-Volatile Memory and Non-Volatile Storage Device Using the Same | |
| CN107632941A (zh) | 一种提高闪存写入性能的方法 | |
| CN107239526A (zh) | 文件系统实现方法、碎片整理方法、操作位置定位方法 | |
| US20140281132A1 (en) | Method and system for ram cache coalescing | |
| US20170139616A1 (en) | Method of decreasing write amplification factor and over-provisioning of nand flash by means of diff-on-write approach | |
| US8261013B2 (en) | Method for even utilization of a plurality of flash memory chips |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 210000 12 -80, bu Yue Road, Qiaolin street, Pukou District, Nanjing, Jiangsu, China. 12 Applicant after: Nanjing Yang Yang Microelectronics Technology Co., Ltd. Address before: 210000 Chupu 20, 905 Yu He road, Pukou District, Nanjing, Jiangsu Applicant before: Nanjing Yang Yang Microelectronics Technology Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180126 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |