CN111722808A - 一种用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器，该存储处理方法包括划分存储器为数据区和索引区，其中数据区用于存储数据，索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址；检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。本申请实施例能够在存储器的有效数据块发生故障时，动态屏蔽坏块，并将数据迁移至目标备用数据块，确保存储器可以长期使用，同时动态地调整存储器内部地址，对外屏蔽了物理地址的变化，不影响外部访问逻辑地址。

Description

一种用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器
技术领域
本发明一般涉及航天技术领域，具体涉及一种用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器。
背景技术
对于卫星、飞船等航天器上的电子载荷而言，尤其是空间探测载荷，通常需要记录大量在轨探测数据，当下传通路可用时将数据读出并发送至地面。由于航天器的使用寿命较长，多则十几年，甚至达到数十年，因此需要使用高可靠存储技术，确保数据安全。
目前，Nand型Flash以其具有成本低和容量大的优点，成为大容量存储领域最常用的芯片。但是，Nand型Flash在出厂时就存在一定比例的坏块，并且随着使用时间的增加，坏块数量还会不断地增加，同时造成数据误码率上升，这不满足空间应用的高可靠性要求。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器，能够在利用较少载荷处理器资源的条件下，保证存储器可以长期可靠地读写使用。
第一方面，本申请提供一种用于星上载荷的存储处理方法，所述方法包括：
划分存储器为数据区和索引区，所述数据区用于存储数据，所述索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与所述虚拟逻辑地址关联的所述数据区中有效数据块的第一物理地址；
检测所述数据区中的有效数据块，当所述有效数据块出现写入数据校验错误时，转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，并替换所述索引区中所述有效数据块的第一物理地址为所述目标备用数据块的第二物理地址。
可选地，所述划分存储器为数据区和索引区，还包括：
根据所述数据区的存储容量，分割所述数据区得到多个所述有效数据块和多个候选备用数据块；
相应地，所述转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，包括：
获取多个所述候选备用数据块的第三物理地址，并按照预定规则从所述第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为所述目标备用数据块。
可选地，所述预定规则包括指定操作和/或随机操作中的任意一种或多种。
可选地，所述划分存储器为数据区和索引区，还包括：
根据所述索引区的存储容量，分割所述索引区得到一个有效索引块和多个候选备用索引块，所述候选备用索引块用于同步所述有效索引块存储的索引信息；
当所述有效索引块出现故障时，替换所述有效索引块为所述候选备用索引块。
可选地，所述数据区和所述索引区交叉设置。
第二方面，本申请提供一种用于星上载荷的存储处理装置，所述装置包括：
划分模块，配置用于划分存储器为数据区和索引区，所述数据区用于存储数据，所述索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与所述虚拟逻辑地址关联的所述数据区中有效数据块的第一物理地址；
更新模块，配置用于检测所述数据区中的有效数据块，当所述有效数据块出现写入数据校验错误时，转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，并替换所述索引区中所述有效数据块的第一物理地址为所述目标备用数据块的第二物理地址。
可选地，所述划分模块还配置用于根据所述数据区的存储容量，分割所述数据区得到多个所述有效数据块和多个候选备用数据块；
相应地，所述更新模块还配置用于获取多个所述候选备用数据块的第三物理地址，并按照预定规则从所述第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为所述目标备用数据块。
可选地，所述划分模块还配置用于根据所述索引区的存储容量，分割所述索引区得到一个有效索引块和多个候选备用索引块，所述候选备用索引块用于同步所述有效索引块存储的索引信息；
相应地，所述更新模块还配置用于当所述有效索引块出现故障时，替换所述有效索引块为所述候选备用索引块。
可选地，所述数据区和所述索引区交叉设置。
第三方面，本申请提供一种处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的一个或多个程序，以实现如第一方面所述的用于星上载荷的存储处理方法的步骤。
综上，本申请实施例提供的用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器，通过划分存储器为数据区和索引区，其中数据区用于存储数据，索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址；然后，检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。本申请实施例能够在存储器的有效数据块发生故障时，动态屏蔽坏块，并将数据迁移至目标备用数据块，避免了坏块的影响，确保存储器可以长期使用，同时动态地调整存储器内部地址，对外屏蔽了物理地址的变化，不影响外部访问逻辑地址。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的一种用于星上载荷的存储处理方法的基本流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种存储器总体分区示意图；
图3为本申请实施例提供的一种索引方式示意图；
图4为本申请实施例提供的一种用于星上载荷的存储处理装置的结构示意图。
附图标记：
100-存储器，101-数据区，1011-有效数据块，1012-坏块，1013-候选备用数据块，102-索引区，1021-有效索引块，1022-候选备用索引块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了便于理解和说明，下面通过图1至图4详细的阐述本申请实施例提供的用于星上载荷的存储处理方法、处理装置及处理器。
请参考图1，其为本申请实施例提供的一种用于星上载荷的存储处理方法的基本流程示意图，该方法包括以下步骤：
S101，划分存储器为数据区和索引区。
其中，如图2所示的存储器总体分区示意图，存储器100的数据区101用于存储实际数据，而索引区102用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址，即本申请实施例在索引区102中建立索引表来存储有效数据块的位置信息。
需要说明的是，Nand型Flash存储器100由多个存储块组成，存储块中能够进行正常读写的数据块称为有效数据块1011，但是在出厂时就存在一定比例无法正常使用的存储块称为坏块1012，且随着存储器100使用时间的增加，坏块1012数量还会不断地增加。
具体的，如图3所示，其为本申请实施例提供的一种索引方式示意图。为便于说明，将数据区101和索引区102分开，事实上该数据区101和索引区102同属于存储器100这个整体。本申请实施例通过根据数据区101的存储容量，分割数据区101得到多个有效数据块1011和多个候选备用数据块1013，由此可以保证Nand型Flash存储器100在轨长期使用的过程中，如果出现坏块1012时，能够动态地屏蔽坏块1012，并将数据从有效数据块1011转移至候选备用数据块1013，保证了存储器可以长期使用，不受固有缺陷的影响。以及，根据索引区102的存储容量，分割索引区102得到一个有效索引块1021和多个候选备用索引块1022，候选备用索引块1022用于同步有效索引块1021存储的索引信息，并当有效索引块1021出现故障时，替换有效索引块1021为候选备用索引块1022。
可选地，存储器100中数据区101和索引区102交叉设置。比如，按照数据区101、索引区102和数据区101的顺序进行划分，以便能够快速根据索引区102中存储的索引信息锁定数据区101，从而高效地确定有效数据块1011进行数据存储。本申请实施例的存储处理方法具有算法简单、计算量小和处理速度快的优势，适合于星上载荷等应用场景。
S102，检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。
需要说明的是，Nand型Flash存储器100的数据区101包含有效数据块1011、坏块1012和候选备用数据块1013，由于坏块1012的存在，使得存储器100中有效数据块1011的物理地址不连续。但是，索引区102存储的虚拟逻辑地址固定不变，即是连续的。因此，当数据区101中的有效数据块1011出现写入数据校验错误，说明当前写入块已经损坏，有新的坏块产生，此时只需要从索引区102存储的索引信息中将该块对应第一物理地址删除，并用目标备用数据块的第二物理地址进行替换，而不必改变与损坏块关联的虚拟逻辑地址。本申请实施例通过动态调整存储器的内部地址，对外屏蔽了物理地址的变化，保证了外部访问逻辑地址不受影响。
具体的，本申请实施例获取多个候选备用数据块1013的第三物理地址，并按照预定规则从第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为目标备用数据块。其中，预定规则包括指定操作和/或随机操作中的任意一种或多种。比如，指定操作为指定数据区101后部从前向后第1个有效候选备用数据块1013作为损坏的有效数据块1011的替代块，即目标备用数据块；而随机操作是指从多个候选备用数据块1013中随机选择一个候选备用数据块作为目标备用数据块，例如从前向后第3个有效候选备用数据块1013作为损坏的有效数据块1011的替代块。
为便于理解本申请用于星上载荷的存储处理方法，以美光科技公司生产的MT29F8G08型芯片为例进行说明，它是一款基于Nand原理的8Gbit容量Flash存储器，共包含2048个数据块。假设前2040个数据块为数据区101，后8个数据块为索引区102，并且数据区101中前2000个数据块为有效数据块1011，后40个数据块为候选备用数据块1013，而索引区102中首个数据块为有效索引块1021，后7个数据块为候选备用索引块1022，有效索引块1021存储着数据区101中2000个有效数据块1011的物理地址与对外虚拟逻辑地址的索引信息。如果数据块中有新的坏块产生，则使用数据区101中首个候选备用数据块1013进行替换，并更新有效索引块1021中的相应数据。
本申请实施例提供的用于星上载荷的存储处理方法，通过划分存储器为数据区和索引区，其中数据区用于存储数据，索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址；然后，检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。本申请实施例能够在存储器的有效数据块发生故障时，动态屏蔽坏块，并将数据迁移至目标备用数据块，避免了坏块的影响，确保存储器可以长期使用，同时动态地调整存储器内部地址，对外屏蔽了物理地址的变化，不影响外部访问逻辑地址。
基于前述实施例，本申请实施例提供一种用于星上载荷的存储处理装置，该装置可以应用于图1～3对应的实施例提供的用于星上载荷的存储处理方法中。参照图4所示，该用于星上载荷的存储处理装置4包括：
划分模块41，配置用于划分存储器为数据区和索引区，数据区用于存储数据，索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址；
更新模块42，配置用于检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。
可选地，划分模块41还配置用于根据数据区的存储容量，分割数据区得到多个有效数据块和多个候选备用数据块；
相应地，更新模块42还配置用于获取多个候选备用数据块的第三物理地址，并按照预定规则从第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为目标备用数据块。
可选地，预定规则包括指定操作和/或随机操作中的任意一种或多种。
可选地，划分模块41还配置用于根据索引区的存储容量，分割索引区得到一个有效索引块和多个候选备用索引块，候选备用索引块用于同步有效索引块存储的索引信息；
相应地，更新模块42还配置用于当有效索引块出现故障时，替换有效索引块为候选备用索引块。
可选地，数据区和索引区交叉设置。
作为另一方面，本申请还提供一种处理器，该处理器用于执行存储器中存储的一个或多个程序，以实现上述的用于星上载荷的存储处理方法的步骤，即S101～S102。
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
本申请实施例提供的用于星上载荷的存储处理装置，该装置中的划分模块配置用于划分存储器为数据区和索引区，其中数据区用于存储数据，索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与虚拟逻辑地址关联的数据区中有效数据块的第一物理地址；然后，更新模块配置用于检测数据区中的有效数据块，当有效数据块出现写入数据校验错误时，转移有效数据块中存储的数据至数据区中目标备用数据块，并替换索引区中有效数据块的第一物理地址为目标备用数据块的第二物理地址。本申请实施例能够在存储器的有效数据块发生故障时，动态屏蔽坏块，并将数据迁移至目标备用数据块，避免了坏块的影响，确保存储器可以长期使用，同时动态地调整存储器内部地址，对外屏蔽了物理地址的变化，不影响外部访问逻辑地址。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于星上载荷的存储处理方法，其特征在于，所述方法包括：
划分存储器为数据区和索引区，所述数据区用于存储数据，所述索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与所述虚拟逻辑地址关联的所述数据区中有效数据块的第一物理地址；
检测所述数据区中的有效数据块，当所述有效数据块出现写入数据校验错误时，转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，并替换所述索引区中所述有效数据块的第一物理地址为所述目标备用数据块的第二物理地址。
2.根据权利要求1所述的用于星上载荷的存储处理方法，其特征在于，所述划分存储器为数据区和索引区，还包括：
根据所述数据区的存储容量，分割所述数据区得到多个所述有效数据块和多个候选备用数据块；
相应地，所述转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，包括：
获取多个所述候选备用数据块的第三物理地址，并按照预定规则从所述第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为所述目标备用数据块。
3.根据权利要求2所述的用于星上载荷的存储处理方法，其特征在于，所述预定规则包括指定操作和/或随机操作中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用于星上载荷的存储处理方法，其特征在于，所述划分存储器为数据区和索引区，还包括：
根据所述索引区的存储容量，分割所述索引区得到一个有效索引块和多个候选备用索引块，所述候选备用索引块用于同步所述有效索引块存储的索引信息；
当所述有效索引块出现故障时，替换所述有效索引块为所述候选备用索引块。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于星上载荷的存储处理方法，其特征在于，所述数据区和所述索引区交叉设置。
6.一种用于星上载荷的存储处理装置，其特征在于，所述装置包括：
划分模块，配置用于划分存储器为数据区和索引区，所述数据区用于存储数据，所述索引区用于存储虚拟逻辑地址以及与所述虚拟逻辑地址关联的所述数据区中有效数据块的第一物理地址；
更新模块，配置用于检测所述数据区中的有效数据块，当所述有效数据块出现写入数据校验错误时，转移所述有效数据块中存储的数据至所述数据区中目标备用数据块，并替换所述索引区中所述有效数据块的第一物理地址为所述目标备用数据块的第二物理地址。
7.根据权利要求6所述的用于星上载荷的存储处理装置，其特征在于，所述划分模块还配置用于根据所述数据区的存储容量，分割所述数据区得到多个所述有效数据块和多个候选备用数据块；
相应地，所述更新模块还配置用于获取多个所述候选备用数据块的第三物理地址，并按照预定规则从所述第三物理地址中选择一个物理地址对应的候选备用数据块作为所述目标备用数据块。
8.根据权利要求6所述的用于星上载荷的存储处理装置，其特征在于，所述划分模块还配置用于根据所述索引区的存储容量，分割所述索引区得到一个有效索引块和多个候选备用索引块，所述候选备用索引块用于同步所述有效索引块存储的索引信息；
相应地，所述更新模块还配置用于当所述有效索引块出现故障时，替换所述有效索引块为所述候选备用索引块。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的用于星上载荷的存储处理装置，其特征在于，所述数据区和所述索引区交叉设置。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的一个或多个程序，以实现如权利要求1-5中任一项所述的用于星上载荷的存储处理方法的步骤。
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