CN109254953A - 一种基于fat文件的数据删除方法、数据存储设备及系统 - Google Patents

一种基于fat文件的数据删除方法、数据存储设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于FAT文件的数据删除方法、数据存储设备及系统，方法包括：接收主机发送的逻辑写命令，判断FAT文件系统是否经过格式化处理，如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1，置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据，判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1，如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射，置所述标识为0；该方法能够提高数据的写入速度，提高数据存储设备的使用寿命。

Description

一种基于FAT文件的数据删除方法、数据存储设备及系统
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于FAT文件的数据删除方法、数据存储设备及系统。
背景技术
目前许多存储设备上进行数据存储时经常会使用到FAT(File AllocationTable，文件配置表)系统进行管理，参考图1，FAT文件系统包括系统引导扇区DBR、文件分配表FAT、文件目录表FDT，其中系统引导扇区DBR记录着系统的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、簇的大小等重要参数；文件分类表FAT用于记录每个文件所在的所占的簇形成的指针链表，在FAT16中每项占两字节，FAT32中每项占4字节，每项代表磁盘上的一个族，每一项的值是某个单向链中的一个指针，一般每个分区有两个相同的FAT表；文件目录表FDT记录文件名、起始FAT项指针、类型、创建时间、修改时间等。
现有的存储设备使用过程中，由于USB2.0协议不支持逻辑擦除数据命令，当存储设备内的数据已经无效，通常会使用FAT文件系统格式化操作进行删除数据，FAT文件系统格式化会修改对应的DBR、FAT、FDT等表格，标记之前的数据已经无效。
但是格式化操作只会删除对应FAT文件系统的文件映射关系，并没有将对应的数据删除，存储设备的主控在进行数据管理时，依然会认为被删除的文件依然存在，在写入新数据过程中回收旧数据，导致写入速度变慢，在一定程度上降低存储设备的使用寿命。
参考图2，图2表示了数据存储设备中写满数据时，NAND FLASH中的存储状态，NANDFLASH中有8个Block，每个Block包含5个Page，LPX表示Logic Page中的数据。
参考图3，图3表示当数据存储设备进行FAT格式化之后，NAND FLASH中的存储状态，格式化后FAT表格更新，对应LP1、LP2写入新的数据，对应Block上的LP1、LP2的数据设置为无效，LP1、LP2为FAT文件的系统表格，包括DBR、FAT、FDT。格式化之后，LP3-LP30虽然在FAT文件系统中删除，但在存储设备主控的逻辑映射关系中没有删除，因此在NAND FLASH上认为该数据依然有效。
当需要在存储设备中写入新数据时，假设需要更新LP7-LP14，参考图4，首先写入LP7、LP8、LP9到Block7。由于只剩下一个空Block，因此需要对Block1、Block2的有效数据进行回收，参考图5。
参考图6，回收之后继续将LP10、LP11、LP12、LP13、LP14写入到Block1。
写入新数据的过程可以看出，虽然只写入了LP7至LP14，但是还需要对旧数据LP3、LP4、LP5、LP6、LP10进行回收。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的存储设备回收旧数据导致的数据写入速度慢、存储设备使用寿命短的问题，提出一种基于FAT文件的数据删除方法、数据存储设备及系统，能够有效提高数据写入速度、提高存储设备使用寿命。
一种基于FAT文件的数据删除方法，包括：
接收主机发送的逻辑写命令；
判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
置所述标识为0。
进一步地，判断FAT文件系统是否经过格式化处理，包括：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
进一步地，判断存储设备是否处于空闲状态，包括：
在预设时长内，检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
进一步地，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，包括：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
一种数据存储设备，包括主控单元和NAND FLASH存储器，所述NAND FLASH存储器存储有多条指令，所述主控单元用于读取所述指令并执行：
接收主机发送的逻辑写命令；
判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
置所述标识为0。
进一步地，所述主控单元还用于执行：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
进一步地，所述主控单元还用于执行：
在预设时长内，检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
进一步地，所述主控单元还用于执行：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
一种数据存储系统，包括上述的数据存储设备，还包括主机，所述主机与所述数据存储设备连接。
进一步地，所述数据存储设备为U盘或SD卡。
本发明提供的基于FAT文件的数据删除方法、数据存储设备及系统，能够区分出已经被删除的文件数据，将被删除的数据在数据存储设备主控的逻辑映射表中删除，再写入新数据时，能够有效减少旧数据的回收，减少NAND FLASH写入数据，从而提高数据的写入速度，提高数据存储设备的使用寿命。
附图说明
图1为FAT文件系统的数据结构示意图。
图2为数据存储设备中写满数据的示意图。
图3为数据存储设备进行FAT格式化之后的示意图。
图4-图6为现有技术的数据存储设备进行FAT格式化之后更新数据的数据结构示意图。
图7为本发明提供的基于FAT文件的数据删除方法一种实施例的流程图。
图8为本发明提供的数据存储设备一种实施例的结构示意图。
图9为本发明提供的数据存储系统一种实施例的结构示意图。
图10-图11为采用本发明提供的数据删除方法进行数据删除的一种应用场景下的数据结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参考图7，本实施例提供一种基于FAT文件的数据删除方法，包括：
步骤S101，接收主机发送的逻辑写命令；
步骤S102，判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
步骤S103，如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
步骤S104，置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
步骤S105，判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
步骤S106，如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
步骤S107，置所述标识为0。
具体地，执行步骤S101，首先建立主机与数据存储设备的通信连接，数据存储设备实时检测是否接收到主机发送的逻辑写命令。
进一步地，执行步骤S102，接收主机发送的逻辑写命令之后，判断FAT文件系统是否经过格式化处理，具体包括：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
对于FAT文件，通常写入文件不会写入0地址，0地址默认为DBR表格地址，只有在格式化时才会进行修改。
执行步骤S103，如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识ERASE_FLR为1(Ture)。
执行步骤S104，置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据，数据写入完成后，逻辑写命令执行完成。
进一步地，执行步骤S105，判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，具体包括：
在预设时长内，检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
作为一种优选的实施方式，预设时长为1秒。
如果存储设备处于空闲状态，则检测标识是否为1。
执行步骤S106，如果标识为1，则对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，具体包括：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
之后将无效的逻辑地址对应的逻辑映射进行删除。
删除完成后，执行步骤S107，将标识ERASE_FLR置为0(FALSE)。
本实施例提供的基于FAT文件的数据删除方法，能够区分出已经被删除的文件数据，将被删除的数据在数据存储设备主控的逻辑映射表中删除，再写入新数据时，能够有效减少旧数据的回收，减少NAND FLASH写入数据，从而提高数据的写入速度，提高数据存储设备的使用寿命。
实施例二
参考图8，本实施例提供一种数据存储设备，包括主控单元201和NAND FLASH存储器202，NAND FLASH存储器202存储有多条指令，主控单元201用于读取所述指令并执行：
接收主机发送的逻辑写命令；
判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
置所述标识为0。
具体地，首先主控单元201建立与主机的通信连接，主控单元201实时检测是否接收到主机发送的逻辑写命令。
进一步地，主控单元201接收主机发送的逻辑写命令之后，还用于执行：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
对于FAT文件，通常写入文件不会写入0地址，0地址默认为DBR表格地址，只有在格式化时才会进行修改。
进一步地，如果FAT文件系统经过格式化处理，则主控单元201置标识ERASE_FLR为1(Ture)。
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，主控单元201根据所述逻辑写命令向NAND FLASH中写入数据，数据写入完成后，逻辑写命令执行完成。
进一步地，主控单元201判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，具体包括：
检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
如果存储设备处于空闲状态，则主控单元201检测标识是否为1。
进一步地，如果标识为1，则主控单元201还用于执行：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
之后将无效的逻辑地址对应的逻辑映射进行删除。
删除完成后，主控单元201将标识ERASE_FLR置为0(FALSE)。
本实施例提供的数据存储设备，能够区分出已经被删除的文件数据，将被删除的数据在数据存储设备主控的逻辑映射表中删除，再写入新数据时，能够有效减少旧数据的回收，减少NAND FLASH写入数据，从而提高数据的写入速度，提高数据存储设备的使用寿命。
实施例三
参考图9，本实施例提供一种数据存储系统，包括数据存储设备301，还包括主机302，主机320与数据存储设备301连接。
数据存储设备301的具体工作原理请参考实施例二，在此不再赘述。
数据存储设备包括但不限于基于USB2.0协议的U盘、SD卡等数据存储设备。
实施例四
本实施例提供具体应用场景对本发明的基于FAT文件的数据删除方法做进一步说明。
参考图2和图3，图2表示了数据存储设备中写满数据时，NAND FLASH中的存储状态，NAND FLASH中有8个Block，每个Block包含5个Page，LPX表示Logic Page中的数据。图3表示当数据存储设备进行FAT格式化之后，NAND FLASH中的存储状态，格式化后FAT表格更新，对应LP1、LP2写入新的数据，对应Block上的LP1、LP2的数据设置为无效，LP1、LP2为FAT文件的系统表格，包括DBR、FAT、FDT。
进一步地，参考图10，经过对对FAT文件系统进行分析，发现LP3-LP30已经被删除，因此清除对应的逻辑映射，图10表示将无效的逻辑映射清除之后NAND FLASH的存储状态。
图11表示当数据存储设备写入新数据的过程，假设现在需要更新LP7至LP14，由于当前空Block较多，因此可以直接写入数据，不需要回收操作。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于FAT文件的数据删除方法，其特征在于，包括：
接收主机发送的逻辑写命令；
判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
置所述标识为0。
2.根据权利要求1所述的基于FAT文件的数据删除方法，其特征在于，判断FAT文件系统是否经过格式化处理，包括：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
3.根据权利要求1所述的基于FAT文件的数据删除方法，其特征在于，判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，包括：
在预设时长内，检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
4.根据权利要求1所述的基于FAT文件的数据删除方法，其特征在于，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，包括：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
5.一种数据存储设备，其特征在于，包括主控单元和NAND FLASH存储器，所述NANDFLASH存储器存储有多条指令，所述主控单元用于读取所述指令并执行：
接收主机发送的逻辑写命令；
判断FAT文件系统是否经过格式化处理；
如果FAT文件系统经过格式化处理，则置标识为1；
置标识为1之后，或者确定所述FAT文件系统没有经过格式化处理之后，根据所述逻辑写命令写入数据；
判断存储设备在预设时长内是否处于空闲状态，如果是，则检测所述标识是否为1；
如果所述标识为1，对FAT文件系统进行分析，统计无效的逻辑地址，并删除无效的逻辑映射；
置所述标识为0。
6.根据权利要求5所述的数据存储设备，其特征在于，所述主控单元还用于执行：
判断写入逻辑地址是否为0；
如果写入逻辑地址为0，则确定所述FAT文件系统经过格式化；
如果所述写入逻辑地址非0，则确定所述FAT文件系统没有经过格式化。
7.根据权利要求5所述的数据存储设备，其特征在于，所述主控单元还用于执行：
在预设时长内，检测所述逻辑写命令是否执行完成；
如果完成，则检测是否接收到新的逻辑写命令，如果没有接收到新的逻辑写命令，则确定所述存储设备处于空闲状态。
8.根据权利要求5所述的数据存储设备，其特征在于，所述主控单元还用于执行：
读取所述FAT文件系统的DBR表格和FAT表格，根据所述DBR表格和FAT表格查找无效的逻辑地址并进行统计。
9.一种数据存储系统，其特征在于，包括如权利要求5-8任一所述的数据存储设备，还包括主机，所述主机与所述数据存储设备连接。
10.根据权利要求9所述的数据存储系统，其特征在于，所述数据存储设备为U盘或SD卡。
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