CN111324290A - 一种存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种存储器，该存储器包括：存储模块，存储模块包括多个数据块和至少一个备份块，数据块包括多个低有效位页和多个高有效位页，一个高有效位页对应一个低有效位页；控制模块，控制模块与存储模块电连接，用于在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，检测到与第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同，将第一低有效位页的数据备份到备份块中。本发明实施例提供的存储器，解决了现有技术中msb page掉电造成的lsb page数据丢失的问题，有效预防掉电，保护了用户的数据，提高了存储器的安全性和稳定性。

Description

一种存储器
技术领域
本发明实施例涉及存储器技术，尤其涉及一种存储器。
背景技术
eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体)芯片是主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器。eMMC芯片中集成了一个控制器，该控制器可提供标准接口并管理闪存，如此可使得使用eMMC芯片的手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。
eMMC芯片主要由控制器和闪存颗粒组成，通过写操作将数据保存在闪存颗粒中，通过读操作从闪存颗粒中读取数据。目前市场主流的闪存为NAND flash，具有尺寸小，容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，在业界也得到了越来越广泛的应用。NAND flash根据存储模式可至少分为单层存储闪存SLC NAND flash和多层存储闪存MLCNAND flash，目前市场主流的闪存颗粒是MLC NAND flash。
MLC NAND flash的一条字线(wordline)上通常有两个页(page)，分别为低有效位页lsb page和高有效位页msb page。对MLC NAND flash进行写操作时，通常会先写lsbpage，再写msb page，如果写msb page的时候MLC NAND flash发生掉电，可能会影响同一字线上的lsb page，造成存储在lsb page上的数据丢失。
发明内容
本发明实施例提供一种存储器，以解决掉电造成闪存数据丢失的问题。
本发明实施例提供了一种存储器，该存储器包括：
存储模块，所述存储模块包括多个数据块和至少一个备份块，所述数据块包括多个低有效位页和多个高有效位页，一个所述高有效位页对应一个所述低有效位页；
控制模块，所述控制模块与所述存储模块电连接，用于在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，检测到与所述第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与所述当前写命令不同，将所述第一低有效位页的数据备份到所述备份块中。
进一步的，所述备份块包括多个备份页和至少一个标记页，一个所述备份页用于存储一个所述第一低有效位页的备份数据，所述标记页用于记录所述第一低有效位页的物理地址和与其对应的所述第一低有效位页的备份数据所在备份页的物理地址。
进一步的，所述控制模块还包括逻辑地址映射表，所述逻辑地址映射表用于根据所述标记页的地址信息进行地址映射更新。
进一步的，所述控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取所述上一次写命令所对应的所述数据块的低有效位页的数据，若至少一个所述低有效位页的数据有不可纠错误，则将查找出不可纠错误的所述低有效位页对应的备份页的物理地址更新到所述逻辑地址映射表中。
进一步的，所述控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取所述上一次写命令中止时所写入的末位页对应的低有效位页的数据，若该低有效位页的数据存在不可纠错误，将该低有效位页对应的备份页的物理地址更新到所述逻辑地址映射表中。
进一步的，所述存储模块为与非闪存NAND flash。
进一步的，所述存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片。
本发明实施例提供的存储器，存储模块包括数据块和备份块，数据块包括多个低有效位页和多个高有效位页，在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，控制模块检测到与第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同，将第一低有效位页的数据备份到备份块中。基于此，即使在当前写命令的数据写入第一高有效位页时发生掉电，导致与其对应的第一低有效位页的数据丢失，也可以从备份块中查找到第一低有效位页中数据的备份数据，解决了现有技术中msb page掉电造成的lsb page数据丢失的问题，有效预防掉电，保护了用户的数据，提高了存储器的安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种存储器的示意图；
图2是本发明实施例提供的存储器中数据块的示意图；
图3是本发明实施例提供的存储器中备份块的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种存储器的示意图，该存储器可选为任意集成有存储模块的芯片或器件，例如集成有闪存颗粒的eMMC芯片，在其他实施例中还可选该存储器为其他集成有存储模块的器件。如图2所示为存储器中数据块的示意图。结合图1和图2对存储器进行说明。
本实施例提供的存储器包括：存储模块10，存储模块10包括多个数据块11和至少一个备份块12，数据块11包括多个低有效位页lsb page和多个高有效位页msb page，一个高有效位页msb page对应一个低有效位页lsb page；控制模块20，控制模块20与存储模块10电连接，用于在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，检测到与第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同，将第一低有效位页的数据备份到备份块12中。
本实施例中，可选存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片，eMMC芯片由控制器和闪存颗粒组成，控制器用于管理芯片中的闪存颗粒，则存储器的控制模块20可选为eMMC芯片的控制器，可选存储模块10为与非闪存NAND flash，尤其可选存储模块10为MLC NAND flash。需要说明的是，在其他实施例中还可选存储模块为其他类型的闪存，如nor flash等，任意一种类型的可集成到芯片中的存储模块均能落入本发明的保护范围。
本实施例中，存储器包括存储模块10，存储模块10由许多个物理块组成，该许多个物理块分为多个数据块11和至少一个备份块12。需要说明的是，备份块12和数据块11仅是根据存储数据功能的不同划分而成，其中，备份块12用于存储备份的数据，数据块11用于存储数据。具体的，可选将存储模块10中至少一个物理块标记为备份块12，可将其他块标记为数据块11。需要说明的是，可选存储器包括闪存转换层，闪存转换层用来设置备份块。
每个物理块是由许多个页(page)组成。对于本实施例提供的MLC NAND flash，数据块11包括多个低有效位页lsb page和多个高有效位页msb page，一个高有效位页msbpage对应一个低有效位页lsb page，具体的一条wordline上通常有一个lsb page和一个msb page。参考图2所示为一个数据块的示意图，例如该数据块11包括24个page，标记为page0～page23，位于同一行的page均由同一条wordline控制，其中，可能存在一条wordline仅控制一个lsb page的情况。需要说明的是，备份块12的物理结构与数据块11的物理结构相同，在此不再赘述。
本实施例中，控制模块20与存储模块10电连接。控制模块20接收到写命令并对存储模块10进行写操作时，会预先选定待写入的数据块11，在对数据块11进行写操作时，可选按照page标记顺序进行写入，并先对数据块11中的多个lsb page进行写操作，再对msbpage进行写操作。因此存在数据块11中同一条wordline对应的lsb page和msb page所对应的写命令不同的情况。
参考图2，例如一条写命令的数据对应写入到了page0～page6，另一条写命令的数据开始从page7进行写入，则page7和page1所对应的写命令不同。若给page7进行写操作时掉电，则已经存储有其它写命令对应的数据的page1的数据可能会丢失。基于此，在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，控制模块20检测到与第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同时，先将第一低有效位页的数据备份到备份块12中，再对第一高有效位页进行数据写入。如此，即使在当前写命令的数据写入第一高有效位页时发生掉电，导致与其对应的第一低有效位页的数据丢失，也可以从备份块12中查找和读取到第一低有效位页中数据的备份数据，解决了现有技术中msb page掉电造成的lsb page数据丢失的问题。其中，当前写命令的数据所写入的任意一个msb page即为一个第一高有效位页，与第一高有效位页位于同一条字线的低有效位页即为第一低有效位页。在此，备份是指将待备份的数据块的page中的数据整体复制到备份块中的一个空白页中，每个待备份的page的数据均可以独立存储到备份块的一个空白页中。
本实施例提供的存储器，存储模块包括数据块和备份块，数据块包括多个低有效位页和多个高有效位页，在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，控制模块检测到与第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同，将第一低有效位页的数据备份到备份块中。基于此，即使在当前写命令的数据写入第一高有效位页时发生掉电，导致与其对应的第一低有效位页的数据丢失，也可以从备份块中查找到第一低有效位页中数据的备份数据，解决了现有技术中msb page掉电造成的lsb page数据丢失的问题，有效预防掉电，保护了用户的数据，提高了存储器的安全性和稳定性。
示例性的，在上述技术方案的基础上，如图3所示可选备份块12包括多个备份页12a和至少一个标记页12b，一个备份页12a用于存储一个第一低有效位页的备份数据，标记页12b用于记录第一低有效位页的物理地址和与其对应的第一低有效位页的备份数据所在备份页的物理地址。需要说明的是，备份块12的备份页12a中存储的均是数据块11的低有效位页的数据，因此可选备份块12的存储模式为单层存储模式，即可选备份块12中一条字线只控制一个page即lsb page。
本实施例中，控制模块20检测到与待写入数据的第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与当前写命令不同，将第一低有效位页的数据备份到备份块12中。为了便于后续读操作的数据查询和读取，需要将数据进行了备份的第一低有效位页的物理地址和与其备份数据所在备份页的物理地址进行关联。在进行读操作时，若需要读取的低有效位页的数据丢失或损坏，控制模块20可根据备份块12的标记页12b中的地址映射信息查找与该低有效位页的物理地址对应的备份页的物理地址，并从对应的备份页中读取预先备份的数据。标记页12b记录了低有效位页和与其对应的备份页的物理地址的映射关系，在低有效位页数据丢失或损坏时，辅助控制模块20从备份块12中读取正确或完整的数据。
示例性的，在上述技术方案的基础上，可选控制模块还包括逻辑地址映射表，逻辑地址映射表用于根据标记页的地址信息进行地址映射更新。逻辑地址映射表记录了数据被分配的逻辑地址和数据所存储的物理地址的映射关系，在读操作时，控制模块可根据逻辑地址映射表查询待读取数据的逻辑地址所对应的物理地址，并从查找出的物理地址所对应的page中读取数据。
可选的，控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取上一次写命令所对应的数据块的低有效位页的数据，若至少一个低有效位页的数据有不可纠错误，则将查找出不可纠错误的低有效位页对应的备份页的物理地址更新到逻辑地址映射表中。
每次存储器上电重启以后，控制模块首先对上电前的操作进行查询，如果发现上一次的写命令正常执行结束，说明执行上一次写命令时没有遭遇突然掉电，则上一次写命令时写入数据的任意一个msb page所对应的lsb page的数据均没有丢失或损坏。此时，虽然与上一次写命令不同的lsb page已预先进行了备份，但基于lsb page数据未丢失或损坏，控制模块可以直接从数据块中读取数据，因此备份块中与未丢失的lsb page对应的备份页的物理地址及其映射关系可以不更新到控制模块的逻辑地址映射表中。
如果发现上一次的写命令中止执行，说明执行上一次写命令时发生掉电，则上一次写命令时写入数据的msb page所对应的lsb page的数据可能出现丢失，控制模块后续执行相应数据的读操作时，需要从备份块中读取相应的备份数据，因此备份块中与丢失的lsbpage对应的备份页的物理地址及其映射关系等信息需要更新到控制模块的逻辑地址映射表中，将备份数据所在备份页的物理地址和与其对应的逻辑地址进行关联。具体的，控制模块可多次读取上一次写命令所对应的数据块中的lsb page数据，查找出数据有不可纠错误的lsb page，将查找出的每个lsb page对应的备份数据的物理地址更新到逻辑地址映射表中，后续有读操作时可以直接去备份块中读取相关数据。
可选的，控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取上一次写命令中止时所写入的末位页对应的低有效位页的数据，若该低有效位页的数据存在不可纠错误，将该低有效位页对应的备份页的物理地址更新到逻辑地址映射表中。
如果发现上一次的写命令中止执行，说明执行上一次写命令时发生掉电，具体是上一次写命令中止时执行写入数据的page即末位页发生了掉电，上一次写命令未中止时已写入数据的其他page未发生掉电，则掉电时写入数据的page即末位页所对应的lsb page可能发生数据丢失即存在不可纠错误，此时只需要将该低有效位页对应的备份页的物理地址更新到逻辑地址映射表中，减少了待更新的地址数量，相应提高了地址更新效率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种存储器，其特征在于，包括：
存储模块，所述存储模块包括多个数据块和至少一个备份块，所述数据块包括多个低有效位页和多个高有效位页，一个所述高有效位页对应一个所述低有效位页；
控制模块，所述控制模块与所述存储模块电连接，用于在当前写命令的数据写入第一高有效位页时，检测到与所述第一高有效位页对应的第一低有效位页的写命令与所述当前写命令不同，将所述第一低有效位页的数据备份到所述备份块中。
2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述备份块包括多个备份页和至少一个标记页，一个所述备份页用于存储一个所述第一低有效位页的备份数据，所述标记页用于记录所述第一低有效位页的物理地址和与其对应的所述第一低有效位页的备份数据所在备份页的物理地址。
3.根据权利要求2所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还包括逻辑地址映射表，所述逻辑地址映射表用于根据所述标记页的地址信息进行地址映射更新。
4.根据权利要求3所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取所述上一次写命令所对应的所述数据块的低有效位页的数据，若至少一个所述低有效位页的数据有不可纠错误，则将查找出不可纠错误的所述低有效位页对应的备份页的物理地址更新到所述逻辑地址映射表中。
5.根据权利要求3所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在上电后检测到上一次写命令中止执行时，读取所述上一次写命令中止时所写入的末位页对应的低有效位页的数据，若该低有效位页的数据存在不可纠错误，将该低有效位页对应的备份页的物理地址更新到所述逻辑地址映射表中。
6.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述存储模块为与非闪存NAND flash。
7.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片。
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