CN115617567B

CN115617567B - 闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质

Info

Publication number: CN115617567B
Application number: CN202211616424.1A
Authority: CN
Inventors: 贺乐; 赖鼐; 龚晖
Original assignee: Zhuhai Miaocun Technology Co ltd
Current assignee: Zhuhai Miaocun Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2042-12-16
Also published as: CN115617567A

Abstract

本发明公开一种闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质，其中，闪存的数据恢复方法包括：对于待处理闪存中任意一个数据块，对数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户页；向数据校验页写入校验数据；在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，读取数据校验页中的偏移数据；将偏移数据与所述校验数据进行对比，得到读电压偏移信息；根据读电压偏移信息对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复。在本发明实施例中，通过将数据校验页的偏移数据与校验数据进行对比，得到最佳读电压偏移，再根据最佳读电压偏移恢复数据用户页中的数据，从而提高数据恢复效率，减少数据恢复时间，降低读延迟。

Description

闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本申请涉数据处理技术领域，尤其是一种闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

NAND Flash是现如今广泛使用的存储产片，具有速度快，非易失等优良特性。其内部实际上以存储电荷的形式来表示数据，在实际使用过程中，由于各种内外部条件的变化会导致存储电荷数量的变化，如果这一变化累积到一定程度，以默认的读操作来访问NANDFlash，很可能无法得到正确的数据。一般来说NAND Flash 的生产厂家提供命令用以调整用于判决cell状态的读电压，通过调整读电压来将数据正确的恢复出来，通常这个过程被称为readretry。在进行数据恢复的过程中，通常原厂会提供一个重读表，当默认读失败时，遍历这个重读表以恢复数据，如果有一组readretry能正确纠正数据就停止轮询。但在实际应用中，通常对数据恢复的时间有严格的限制，过多的重读次数会导致超时，并且上述对重读表轮询的方法存在很大的盲目性，进一步延长数据恢复的时间。

发明内容

本申请实施例提供了一种闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质，能够提高数据恢复效率，减少数据恢复时间，降低读延迟。

第一方面，本发明实施例提供了一种闪存的数据恢复方法，所述闪存的数据恢复方法包括：

对于待处理闪存中任意一个数据块，对所述数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户页；

向所述数据校验页写入校验数据；

在所述待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，读取所述数据校验页中的偏移数据；

将所述偏移数据与所述校验数据进行对比，得到读电压偏移信息；

根据所述读电压偏移信息对所述数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复。

本发明实施例提供的闪存的数据恢复方法，至少具有如下有益效果：首先，对于待处理闪存中任意一个数据块，对数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户数据页，并向数据校验页写入校验数据，便于后续得到读电压偏移信息，并对数据块进行数据恢复，之后，在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，读取数据校验页中的偏移数据，从而能够得到在电荷变化的场景下数据校验页中的数据变化，省去在原厂的重读列表中取值所消耗的时间，并将偏移数据与校验数据进行对比，得到读电压偏移信息，从而能够实时对数据块进行读电压校验，降低读延迟，最后，根据读电压偏移信息对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，完成对同种数据页类型的数据恢复，提高数据恢复效率。

在一些实施例中，在对所述待处理闪存的数据块进行页类型选取，得到数据校验页之前，还包括：

对所述数据块进行数据擦除操作，得到所述数据块的数据页集合，便于写入数据页的不同类型。

在一些实施例中，对所述待处理闪存的数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户页，包括：

在所述数据页集合中确定目标数据页；

获取所述目标数据页的型号数量以及数据页类型；

根据所述型号数量以及所述数据页类型确定所述数据校验页；

将所述目标数据页从所述数据页集合中去除，得到所述数据用户页，实现对同一数据块中同类型数据页的划分，便于后续对数据用户页进行数据恢复。

在一些实施例中，所述读取所述数据校验页中的偏移数据，包括：

读取所述数据校验页的电压偏移数据；

对所述电压偏移数据进行电压偏移，得到所述偏移数据，实现对数据校验页偏移数据的实时测量。

在一些实施例中，所述将所述偏移数据与所述校验数据进行对比，得到读电压偏移信息，包括：

将所述偏移数据与所述校验数据进行逐个比特对比，得到比特翻转信息，其中，所述比特翻转信息用于表征比特数翻转的翻转数量；

对所述比特翻转信息进行扫描，确定所述读电压偏移信息，能够准确确定数据校验页的读电压偏移信息。

在一些实施例中，所述根据所述读电压偏移信息对所述数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，包括：

将所述读电压偏移信息设置为所述数据块中数据用户页的最佳读电压偏移；

对于所述数据块中的每个数据用户页，根据所述最佳读电压偏移对所述预写入的用户数据进行数据恢复，实现对数据用户页的数据恢复，提高数据恢复的效率。

在一些实施例中，所述待处理闪存的存储电荷发生变化的情况包括如下至少之一：

温度变化读写情况；

数据保持情况；

读干扰情况；

掉电情况；

回流焊情况，能够在任意场景下读取数据校验页的最佳读电压偏移。

第二方面，本发明实施例还提供了一种闪存的数据恢复装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的闪存的数据恢复方法。

第三方面，本发明实施例还提供了一种固态硬盘，设置有如第二方面所述的闪存的数据恢复装置。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的闪存的数据恢复方法。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的示例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明实施例提供的闪存的数据恢复方法的整体流程图；

图2是图1中的步骤S101的具体方法流程图；

图3是图1中的步骤S103的具体方法流程图；

图4是图1中的步骤S104的具体方法流程图；

图5是图1中的步骤S105的具体方法流程图；

图6是本发明一实施例提供的闪存的数据恢复装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

本发明实施例提供了一种闪存的数据恢复方法、装置、电子设备及介质，首先，对于待处理闪存中任意一个数据块，对数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户数据页，并向数据校验页写入校验数据，便于后续得到读电压偏移信息，并对数据块进行数据恢复，之后，在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，读取数据校验页中的偏移数据，从而能够得到在电荷变化的场景下数据校验页中的数据变化，省去在原厂的重读列表中取值所消耗的时间，并将偏移数据与校验数据进行对比，得到读电压偏移信息，从而能够实时对数据块进行读电压校验，降低读延迟，最后，根据读电压偏移信息对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，完成对同种数据页类型的数据恢复，提高数据恢复效率。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，本发明实施例提供了一种闪存的数据恢复方法，闪存的数据恢复方法包括但不限于以下步骤S101至步骤S105。

步骤S101，对于待处理闪存中任意一个数据块，对数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户页；

在一些实施例中，对于待处理闪存中任意一个数据块，对数据块进行页类型选取，从而得到每个类型的数据校验页和数据用户页，便于后续对不同类型的数据页进行数据恢复。

需要说明的是，同一个数据块中同类型的数据页的阈值电压分布相近，因此可以直接对同类型的数据页进行数据恢复，从而加快数据恢复的效率。

步骤S102，向数据校验页写入校验数据；

在一些实施例中，将选择的数据校验页中写入校验数据，其中，校验数据是已知的，校验数据可以通过固定算法进行生成，本实施例对此不做具体限制。

步骤S103，在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，读取数据校验页中的偏移数据；

在一些实施例中，在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，数据校验页中的数据发生变化，因此需要读取数据校验页中的偏移数据，便于后续对比得到最佳读电压偏移。

需要说明的是，待处理闪存的存储电荷发生变化可能是由于数据块的内外部环境发生变化，其中，具体的变化情况后文会进行具体阐述，在此不再赘述。

步骤S104，将偏移数据与校验数据进行对比，得到读电压偏移信息；

在一些实施例中，将偏移数据与校验数据进行对比，得到数据校验页的读电压偏移信息，从而能够确定数据校验页的最佳读电压偏移，其中，最佳读电压偏移为错误比特翻转数最少的地方，便于后续对其他数据用户页的校对与恢复。

需要说明的是，在实际使用过程中，步骤S103和步骤S104可以持续更新每个数据块的读电压偏移信息，即，最佳读电压偏移，以保证当前数据块记录的最佳读电压是当前场景下的最佳读电压，从而能够实时维护闪存中每个数据块的最佳读电压，提高数据的恢复效率，不受原厂的重读列表的限制。

步骤S105，根据读电压偏移信息对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复。

在一些实施例中，在确定读电压偏移信息后，由于同一个数据块中同类型的数据页的阈值电压分布相近，因此可以直接根据读电压偏移信息对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，从而能够实时更新每个数据块的最佳读电压，节省恢复数据的时间。

需要说明的是，数据用户页中的用户数据为用户原始写入的，为未知数据，当发生数据错误时，无法知道数据用户页中数据的变化，因此，本实施例可以在任意场景下，通过校验数据页的读电压偏移信息对数据用户页进行数据恢复，提高数据恢复效率。

在一些实施例中，在对待处理闪存的数据块进行页类型选取，得到数据校验页之前，还包括：对数据块进行数据擦除操作，得到数据块的数据页集合，便于写入数据页的不同类型。

参照图2，在一些实施例中，步骤S101可以包括但不限于包括步骤S201至步骤S204：

步骤S201，在数据页集合中确定目标数据页；

步骤S202，获取目标数据页的型号数量以及数据页类型；

步骤S203，根据型号数量以及数据页类型确定数据校验页；

步骤S204，将目标数据页从数据页集合中去除，得到数据用户页。

在一些实施例的步骤S201至步骤S204中，在对待处理闪存的数据块进行页类型选取的过程中，需要先对数据块进行数据擦除操作，擦除一个数据块的的数据，得到数据块的数据页集合，在数据页集合中选取目标数据页，并获取目标数据页的型号数量以及数据页类型，之后，根据目标数据页的型号数量以及数据页类型确定数据校验页，并将目标数据页从数据页集合中去除，得到数据用户页，从而得到数据校验页和数据用户页，便于后续得到读电压偏移信息，从而能够对数据用户页的数据进行恢复。

需要说明的是，擦除一个数据块的数据，选择此数据块内N个数据页作为数据校验页，并且每个数据页类型有一个数据校验页。其中，N的取值与等于数据块内数据页的型号数量。例如，TLC（Triple-Level Cell，三层单元)类型的NAND Flash有3中类型的数据页，分别为LSB（Least Significant Bit，最低有效位）,CSB（Central Significant Bit，中间有效位）,MSB（Most Significant Bit，最高有效位），因此，在这种情况下N取值为3，并将数据页集合中剩余的数据页作为数据用户页，从而完成对数据校验页和数据用户页的区分。

参照图3，在一些实施例中，步骤S103可以包括但不限于包括步骤S301至步骤S302：

步骤S301，读取数据校验页的电压偏移数据；

步骤S302，对电压偏移数据进行电压偏移，得到偏移数据。

在一些实施例的步骤S301至步骤S302中，在待处理闪存的存储电荷发生变化的情况下，数据校验页的校验数据随着存储电荷的变化而发生改变，所以需要读取存储电荷变化场景下数据校验页的电压偏移数据，并对电压偏移数据进行电压偏移，从而得到数据校验页的偏移数据。

参照图4，在一些实施例中，步骤S104可以包括但不限于包括步骤S401至步骤S402。

步骤S401，将偏移数据与校验数据进行逐个比特对比，得到比特翻转信息；

需要说明的是，比特翻转信息用于表征比特数翻转的翻转数量。

在一些实施例中，将偏移数据与校验数据做逐个比特（bit）对比，可以得到当前场景不同读电压情况下数据校验页比特翻转情况。

步骤S402，对比特翻转信息进行扫描，确定读电压偏移信息。

在一些实施例中，对步骤S401得到的翻转信息进行扫描，并将比特翻转数量最小的作为最佳读电压偏移，从而得到读电压偏移信息，便于后续根据读电压偏移信息对数据用户页进行校正，能够准确获取闪存在某个场景下的最佳读电压偏移，而不局限在原厂的重读列表中取值。

需要说明的是，通过将偏移数据与数据校验页中的原始校验数据对比得到每个数据页类型的最佳读电压偏移，以TLC block的LSB类型page为例子说明：LSB类型的page数据由两个读电压决定，分别偏移数据页的两个读电压，得到偏移数据，再将偏移数据与数据校验页的原始校验数据Data_original做比较，错误比特翻转数量最小的即为最佳读电压偏移。假设校验的LSB page的最佳读电压偏移为（lsb_1,lsb_2）。同理可以校验得到CSB的最佳读电压偏移为（csb_1,csb_2,csb_3），MSB的最佳读电压偏移为（msb_1,msb_2）。

参照图5，在一些实施例中，步骤S105可以包括但不限于包括步骤S501至步骤S502：

步骤S501，将读电压偏移信息设置为数据块中数据用户页的最佳读电压偏移；

步骤S502，对于数据块中的每个数据用户页，根据最佳读电压偏移对预写入的用户数据进行数据恢复。

在一些实施例的步骤S501至步骤S502中，在根据读电压偏移信息对数据用户页进行数据恢复的过程中，先将读电压偏移信息设置为当前数据块中对应数据用户页的最佳读电压偏移，之后，对于数据块中其他数据用户页，均应用上述最佳读电压偏移去进行读取，并根据最佳读电压偏移对数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，从而能够通过数据校验页的读电压偏移数据实时修正用户数据页的数据，提高数据恢复的效率。

在一些实施例中，待处理闪存的存储电荷发生变化的情况包括如下至少之一：温度变化读写情况；数据保持情况；读干扰情况；掉电情况；回流焊情况，从而能够得到任意场景下的最佳读电压，不受使用场景的限制。

需要说明的是，存储电荷发生变化的情况可能为上述情况的一种或者多种的组合，温度变化读写情况可以为高低温读写情况，其中，高温低读写情况可以为高温变化为低温读写，或者低温变化为高温读写等，本实施例不做具体限制。

请参阅图6，图6示意了另一实施例的闪存的数据恢复装置，闪存的数据恢复装置包括：

处理器601，可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案；

存储器602，可以采用只读存储器（Read Only Memory，ROM）、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等形式实现。存储器602可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器602中，并由处理器601来调用执行本申请实施例的闪存的数据恢复方法；

输入/输出接口603，用于实现信息输入及输出；

通信接口604，用于实现本设备与其他设备的通信交互，可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信；

总线605，在设备的各个组件（例如处理器601、存储器602、输入/输出接口603和通信接口604）之间传输信息；

其中处理器601、存储器602、输入/输出接口603和通信接口604通过总线605实现彼此之间在设备内部的通信连接。

本申请实施例还提供了一种固态硬盘，设置有如图6的闪存的数据恢复装置。

需要说明的是，本实施例中的固态硬盘与上述的闪存的数据恢复装置相同，两者属于相同的发明构思，因此两者具有相同的实现原理以及有益效果，此处不再详述。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述闪存的数据恢复方法。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例的还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图6中的一个处理器601执行，可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的闪存的数据恢复方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明所限定的范围内。

Claims

1.一种闪存的数据恢复方法，其特征在于，包括：

向所述数据校验页写入校验数据；

根据所述读电压偏移信息对所述数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复；

其中，所述将所述偏移数据与所述校验数据进行对比，得到读电压偏移信息，包括：

对所述比特翻转信息进行扫描，并将比特翻转数量最小的比特翻转信息作为最佳读电压偏移，根据所述最佳读电压偏移确定所述读电压偏移信息。

2.根据权利要求1所述的闪存的数据恢复方法，其特征在于，在对所述待处理闪存的数据块进行页类型选取，得到数据校验页之前，还包括：

对所述数据块进行数据擦除操作，得到所述数据块的数据页集合。

3.根据权利要求2所述的闪存的数据恢复方法，其特征在于，对所述待处理闪存的数据块进行页类型选取，得到数据校验页和数据用户页，包括：

在所述数据页集合中确定目标数据页；

获取所述目标数据页的型号数量以及数据页类型；

将所述目标数据页从所述数据页集合中去除，得到所述数据用户页。

4.根据权利要求1所述的闪存的数据恢复方法，其特征在于，所述读取所述数据校验页中的偏移数据，包括：

读取所述数据校验页的电压偏移数据；

对所述电压偏移数据进行电压偏移，得到所述偏移数据。

5.根据权利要求1所述的闪存的数据恢复方法，其特征在于，所述根据所述读电压偏移信息对所述数据用户页中预写入的用户数据进行数据恢复，包括：

对于所述数据块中的每个数据用户页，根据所述最佳读电压偏移对所述预写入的用户数据进行数据恢复。

6.根据权利要求1所述的闪存的数据恢复方法，其特征在于，所述待处理闪存的存储电荷发生变化的情况包括如下至少之一：

温度变化读写情况；

数据保持情况；

读干扰情况；

掉电情况；

回流焊情况。

7.一种闪存的数据恢复装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的闪存的数据恢复方法。

8.一种固态硬盘，其特征在于，设置有如权利要求7所述的闪存的数据恢复装置。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至6任意一项所述的闪存的数据恢复方法。