CN112130762B - 一种固态硬盘数据存储与操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态硬盘数据存储与操作方法，包括步骤1，固态硬盘包括八个及以上的闪存颗粒，固态硬盘存储的数据按字节位数划分，每字节各位分别存储在一个闪存颗粒中；步骤2，在对固态硬盘中数据进行操作时，均是对存储有数据字节的闪存颗粒统一进行操作。通过本发明的方法，删除数据操作均对被删除数据的每个字节均选择了随机一位进行擦除，保证了删除的数据不可恢复。由于删除数据只需擦除一个闪存颗粒中的块，当删除超过指定数量块大小的数据时，擦除的块数为擦除所有数据方式擦除块数的八分之一，有利于减少固态硬盘的总擦除次数，提高了固态硬盘寿命。

Description

一种固态硬盘数据存储与操作方法
技术领域
本发明属于固态硬盘技术领域，具体涉及到一种固态硬盘数据存储与操作方法。
背景技术
固态硬盘是一种具有非易失性数据存储功能的存储器，其存储的数据可断电长期保持。其读写操作是以页为单位进行的，擦除操作是以块为单位进行的，块的容量大于页，更新页的操作需要先擦除整个块，再写入页。
由于固态硬盘闪存颗粒中数据擦除操作的次数有限，为增加使用寿命，当删除页时，仅仅删除记录的页地址，而实际数据仍然保留不会被擦除，留下了数据泄露的隐患。但如果每次删除数据时均擦除数据所在的块，则会大大降低固态硬盘的寿命。
目前，传统技术中固态硬盘的存储与操作方法均无法兼顾数据安全和使用寿命，即无法在两者中达到一个最佳的技术效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种原理简单、操作简便、有利于减少固态硬盘的总擦除次数、提高固态硬盘寿命的固态硬盘数据存储与操作方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种固态硬盘数据存储与操作方法，其步骤包括：
步骤S1：固态硬盘包括八个及以上的闪存颗粒，固态硬盘存储的数据按字节位数划分，每字节各位分别存储在一个闪存颗粒中；
步骤S2：在对固态硬盘中数据进行操作时，均是对存储有数据字节的闪存颗粒统一进行操作。
进一步，上述对数据进行的操作包括页写入、页读出、字节读出、页数据修改、块擦除操作中的一项或多项。
进一步，闪存颗粒的数量为八个，或者为八的倍数，以便于数据的存储和操作。
进一步，闪存颗粒的数量可以根据实际需要大于存储数据的字节位数，多余的闪存颗粒用来作为冗余备份或者形成可替换数据存储空间。在较佳的实施例中，还可以用多余的闪存颗粒对部分字节位数进行进一步拆分存储处理。
进一步，固态硬盘会将固态硬盘页按字节的位数划分为对应的闪存页，并将闪存页分别写入闪存颗粒的闪存页地址，记录好闪存页地址。
进一步，固态硬盘在进行读数据处理时，会将所有闪存颗粒上指定字节地址的数据一并读出，然后按位进行组合后形成完整数据输出。
进一步，固态硬盘在进行固态硬盘页删除操作时，读出所有闪存颗粒指定的闪存页所在块的非删除页，然后删除闪存颗粒指定闪存页的地址记录，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒指定地址的闪存页所在块。接下来，分配新块并将上述非删除页分别写入各闪存颗粒的新块，记录非删除页的新地址。
进一步，固态硬盘在进行固态硬盘页数据修改操作时，先采用上述固态硬盘页读出操作读出需修改数据的页所在块的所有页，删除闪存颗粒需修改数据的页所在块的所有页的地址记录；然后，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒需修改数据的页所在块，并修改读出的页数据。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的固态硬盘数据存储与操作方法，原理简单、操作简便，通过采用本发明的方法，其删除数据操作均对被删除数据的每个字节均选择了随机一位进行擦除，保证了删除的数据不可恢复。由于删除数据只需擦除一个闪存颗粒中的块，当删除超过指定数量块大小的数据时，擦除的块数为擦除所有数据方式擦除块数的八分之一，有利于减少固态硬盘的总擦除次数，提高了固态硬盘寿命。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
图2是本发明在具体应用实例中固态硬盘的结构原理示意图。
图3是本发明在具体应用实例中固态硬盘的数据存储原理示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的固态硬盘数据存储与操作方法，其步骤包括：
步骤S1：固态硬盘包括八个及以上的闪存颗粒，固态硬盘存储的数据按字节位数划分，每字节各位分别存储在一个闪存颗粒中；
步骤S2：在对固态硬盘中数据进行操作时，均是对存储有数据字节的闪存颗粒统一进行操作。
在具体应用实例中，上述对数据进行的操作包括页写入、页读出、字节读出、块擦除操作中的一项或多项。
在具体应用实例中，闪存颗粒的数量为八个，或者为八的倍数，以便于数据的存储和操作。
在具体应用实例中，闪存颗粒的数量可以根据实际需要大于存储数据的字节位数，多余的闪存颗粒用来作为冗余备份或者形成可替换数据存储空间。在较佳的实施例中，还可以用多余的闪存颗粒对部分字节位数进行进一步拆分存储处理。
在具体应用实例中，固态硬盘会将固态硬盘页按字节的位数划分为对应的闪存页，并将闪存页分别写入闪存颗粒的闪存页地址，记录好闪存页地址。
在具体应用实例中，固态硬盘在进行读数据处理时，会将所有闪存颗粒上指定字节地址的数据一并读出，然后按位进行组合后形成完整数据输出。
在具体应用实例中，固态硬盘在进行固态硬盘页删除操作时，读出所有闪存颗粒指定的闪存页所在块的非删除页，然后删除闪存颗粒指定闪存页的地址记录，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒指定地址的闪存页所在块。接下来，分配新块并将上述非删除页分别写入各闪存颗粒的新块，记录非删除页的新地址。
在具体应用实例中，固态硬盘在进行固态硬盘页数据修改操作时，先采用上述固态硬盘页读出操作读出需修改数据的页所在块的所有页，删除闪存颗粒需修改数据的页所在块的所有页的地址记录；然后，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒需修改数据的页所在块，并修改读出的页数据。
如图2所示，本发明在一个具体应用实例中，固态硬盘由一颗主控芯片和8个闪存颗粒构成。主控芯片连接8个闪存颗粒F0、F1、……、F7，可以对各闪存颗粒分别进行页写入、页读出、字节读出、页数据修改、块擦除操作。本发明固态硬盘存储的数据按字节(8位)划分，每字节各位分别存储在一个闪存颗粒中，如图3所示。假设每个闪存颗粒的闪存块大小为1024字节，每个闪存页大小为64字节，则每个固态硬盘页大小为64×8＝512字节。
那么，按照上述本发明方法，具体实施的操作如下：
A：固态硬盘页写入操作为：
S101：主控芯片将输入的512字节的固态硬盘页按字节的8位划分为8个64字节的闪存页；
S102：主控芯片分配未使用的闪存页地址；
S103：主控芯片将上述8个64字节的闪存页分别写入步骤S102分配的8个闪存颗粒的闪存页地址；
S104：主控芯片记录闪存页地址。
B：八字节读出操作为：
S201：主控芯片分别读出8个闪存颗粒指定字节地址的数据；
S202：主控芯片将读出的8个字节按位组合成八字节输出。
C：页读出操作为：
S301：主控芯片分别读出8个闪存颗粒指定页地址的64字节的闪存页；
S302：主控芯片将读出的8个64字节按位组合成512字节的固态硬盘页输出。
D：固态硬盘页删除操作为：
S401：主控芯片读出8个闪存颗粒指定的闪存页所在块的非删除页；
S402：主控芯片删除8个闪存颗粒指定闪存页的地址记录；
S403：主控芯片随机擦除8个闪存颗粒中任意一个闪存颗粒指定地址的闪存页所在块。
S404：主控芯片分配新块并将上述非删除页分别写入各闪存颗粒的新块；
S405：主控芯片记录非删除页的新地址。
E：固态硬盘页数据修改操作为：
S501：主控芯片采用上述固态硬盘页读出操作读出需修改数据的页所在块的所有页；
S502：主控芯片删除8个闪存颗粒需修改数据的页所在块的所有页的地址记录；
S503：主控芯片随机擦除8个闪存颗粒中任意一个闪存颗粒需修改数据的页所在块。
S504：主控芯片修改读出的页数据；
S505：主控芯片分配新块并将上述读出的页采用上述固态硬盘页写入操作写入各闪存颗粒的新块；
S506：主控芯片记录上述页的新地址。
通过采用本发明的上述方法，可知本发明的删除数据操作均对被删除数据的每个字节均选择了随机一位进行擦除，保证了删除的数据不可恢复。由于删除数据只需擦除一个闪存颗粒中的块，当删除超过8个块大小的数据时，擦除的块数为擦除所有数据方式擦除块数的八分之一，有利于减少固态硬盘的总擦除次数，提高固态硬盘寿命。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种固态硬盘数据存储与操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：固态硬盘包括至少八个闪存颗粒，固态硬盘存储的数据按字节位数划分，每字节对应位分别存储在对应位闪存颗粒中；
S2：在对固态硬盘中数据进行操作时，均是对存储有数据字节的闪存颗粒统一进行操作，包括页写入、页读出、字节读出、页数据修改、块擦除操作中的一项或多项；
所述固态硬盘会将固态硬盘页按字节的位数划分为对应的闪存页，并将闪存页分别写入对应位闪存颗粒的闪存页地址，记录好闪存页地址；
所述固态硬盘在进行读数据处理时，会将所有闪存颗粒上指定字节地址的数据一并读出，然后按位进行组合后形成完整数据输出；
所述固态硬盘在进行固态硬盘块擦除操作时，读出所有闪存颗粒指定的闪存页所在块的非删除页，然后删除闪存颗粒指定闪存页的地址记录，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒指定地址的闪存页所在块；接下来，分配新块并将上述非删除页分别写入各闪存颗粒的新块，记录非删除页的新地址；
所述固态硬盘在进行固态硬盘页数据修改操作时，先读出需修改数据的页所在块的所有页，删除闪存颗粒需修改数据的页所在块的所有页的地址记录；然后，随机擦除闪存颗粒中任意一个闪存颗粒需修改数据的页所在块，并修改读出的页数据；分配新块并将上述读出的页写入各闪存颗粒的新块；记录上述页的新地址。
2.根据权利要求1所述的一种固态硬盘数据存储与操作方法，其特征在于，步骤S1中所述的闪存颗粒的数量为八个，或者为八的倍数，以便于数据的存储和操作。
3.根据权利要求1所述的一种固态硬盘数据存储与操作方法，其特征在于，所述闪存颗粒的数量大于存储数据的字节位数，多余的闪存颗粒用来作为冗余备份或者形成可替换数据存储空间。
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