CN1420440A - 快闪存储器管理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于管理快闪存储器的方法。记录在快闪存储器的数据区中的数据的逻辑地址被记录在相应的备用区中。通过扫描记录在备用区中的信息生成映射表。快闪存储器可被更有效地实施。另外，可以在尽管突然关断电源的情况下恢复映射表。

Description

快闪存储器管理方法
技术领域
本发明涉及快闪存储器，尤其涉及一种用于管理基于快闪存储器的系统中的快闪存储器的方法。
背景技术
快闪存储器是一种用于电擦除或重写数据的非易失性存储器件。基于快闪存储器的存储设备比基于磁盘存储器的存储设备具有更低的功耗并且外形更小。因此，它已被研究作为磁盘存储器的替代品。更重要地，期望将快闪存储器用于如数字照相机、移动电话和个人数字助理PDA的移动计算设备的存储设备。
然而，与能够盖写数据的磁盘存储器不同，快闪存储器不能盖写数据。为了盖写存储在快闪存储器中的数据，必须首先擦除现有的数据。换言之，存储单元应当被恢复为原始可写的状态。擦除一般比写入花费更长的时间。另外，擦除比写入在更大的块中执行，可能引起不需要擦除写入的部分被擦除。由于已被不可避免擦除的部分应当被重写恢复，写入数据的请求需要一个擦除和最坏与擦除的部分一样多的重写。由于执行擦除和写入的单元的不一致，写入的能力和读取的能力相比，远落在后面。另外，由于机械的操作，它低于基于带有必要的延迟的磁盘的存储设备。
由于上述特性，通常在管理快闪存储器中使用重新映射方法。该重新映射方法指一种将被校正的数据写入空地址并更新映射表的映射信息的方法，换言之，指一种将请求的逻辑地址所指示的物理地址改变为校正的数据所记录的物理地址的方法。因此，应用和应用系统可以使用一个逻辑地址处理校正的数据。
图1是举例描述管理传统的快闪存储器的方法的概念图。参考图1，请求读取或写入的逻辑地址参考映射表被改变为物理地址，并按快闪存储器中的相应地址读取/写入数据。
这里，根据现有映射表的位置和参考它们的方法，有多种管理方法。当映射表位于快闪存储器的特殊位置中时，尽管电源突然被关断也可保持数据，这样不需要找到一种用于恢复映射表的方法。然而，校正映射表是不容易的。换言之，如上所述，在执行预定的应用中的操作过程中的擦除、校正或重写数据的情况下，为了更新映射表，需要大量的计算开销。
在映射表位于主存储器(通常为DRAM)的情况下，处理主存储器不需要很长的时间，并且容易恢复它，但如果电源突然被关断，数据将丢失。为了恢复映射表，执行复杂的开销计算需要许多的时间。
如上所述，如果采用重新映射，需要用于存储和管理数据以及映射信息的空间和时间。因此，发展一种更有效地处理读取或写入数据过程的方法是重要的。另外，快闪存储器限于部分写入的数目，其中，记录数据、信息等的顺序对提高系统的能力有影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于管理快闪存储器的方法，快闪存储器的能力被提高。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于方便地生成映射表的方法。
本发明还有一个目的在于，提供一种用于在尽管电源突然被关断的情况下，方便地恢复映射表的方法。
为实现上述目的，提供一种用于管理快闪存储器的方法。将记录在快闪存储器的数据区中的数据的逻辑地址存储在相应的备用区中。通过扫描记录在该备用区中的信息生成地址映射表。
将生成的地址映射表记录在主存储器中，或将生成的地址映射表记录在快闪存储器中。
生成地址映射表最好包括通过扫描记录在特定备用区中的逻辑地址而生成地址映射表的步骤。
将记录在快闪存储器的数据区中的数据的逻辑地址记录在相应的备用区中最好包括以下步骤：记录表示在备用区记录相应的数据的顺序的时间标记；以及记录表示使用备用区中的相应数据的可能性的擦除标记。
为实现上述目的，提供一种用于管理快闪存储器的方法。请求写入的数据参考地址映射表被记录在快闪存储器的数据区的空地址中，以及相应的逻辑地址被记录在相应的备用区中。校正表被更新，以便记录数据的物理地址被映射到该逻辑地址。
表示使用记录的数据的可能性的擦除标记最好相应于有关的地址映射表，被标记在相应于与逻辑地址对应的物理地址的备用区中。
为实现上述目的，提供一种用于管理快闪存储器的方法。将存储在快闪存储器中的地址映射表的改变，记录在主存储器中形成的校正表中，所述改变包含逻辑地址和物理地址的映射信息。确认是否校正表被填充到预定的部分。如果该校正表的预定部分被充满，将记录在该校正表中的改变反映到所述映射表。擦除反映到该校正表中所记录的内容的所述映射表的部分。
附图说明
通过参考附图对实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将会更加清楚，其中：
图1是举例描述用于管理传统快闪存储器的方法的概念图；
图2是依据本发明的优选实施例的快闪存储器系统的方框图；
图3和图4是依据本发明的快闪存储器系统的详细配置图；
图5是举例描述依据本发明的实施例的管理快闪存储器的方法的流程图；
图6是举例描述依据本发明的另一个实施例的管理快闪存储器的方法的流程图；
图7是举例描述更新映射表的处理的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更详细描述本发明，其中，示出了本发明的优选实施例。
图2是依据本发明的优选实施例的快闪存储器的方框图。参考图2，该系统包括存储器1、ROM 2、RAM 3和处理器4。这里，主存储器RAM 3被具体化为DRAM(动态RAM)。然而，如果需要，该RAM 3可被具体化为SRAM(静态RAM)。
通常，结合有记录在ROM 2中的程序码的处理器4为快闪存储器1或RAM 3发送系列写入和擦除命令。该快闪存储器1依据本发明的管理快闪存储器的方法，执行写入和擦除计算。ROM 2和RAM 3存储处理器4中执行的应用程序码或它的有关数据结构。
图3和图4是依据本发明的快闪存储器的详细配置图。参考图3和图4，该快闪存储器1被分为硬件数据区和备用区。形成彼此相应的数据区和备用区的扇区。数据被写入到数据区，并且逻辑地址、时间标记和擦除标记被写入到相应的备用区。时间标记表示相应的数据被写入的时间。擦除标记表示特定的数据是否是有效的，换言之，即使用的可能性，以及擦除标记示出了特定扇区内的内容是可忽略的并可被擦除，即使有效数据被物理地记录在该扇区内。换言之，该擦除标记代表逻辑擦除。
在第一实施例中，映射表位于快闪存储器1中。当系统被引导时处理器4生成该映射表。处理器4通过扫描记录在备用区中的逻辑地址、时间标记和擦除标记，生成映射表。在该映射表中映射逻辑地址和特定的物理地址。另外，相应的时间标记和擦除标记也记录在该映射表中。
校正表被置于RAM 3中。该校正表是当执行预定的应用时新近记录数据或校正现有数据的情况下，用于仅存储该映射表的改变的内容。换言之，如果记录在预定的逻辑地址的现有数据被校正，处理器4不执行擦除计算，将校正的数据写入空的扇区，并在相应的备用区写入相应的逻辑地址和时间标记。因此，该校正表被记录校正数据的扇区的物理地址所映射。可以通过单独将校正表置于RAM 3中而快速更新映射信息，而不更新置于快闪存储器1中的映射表。同时，该校正表具有固定的大小。因此，如果该校正表中所有的区域被用完，处理器4通过反映置于快闪存储器1中的映射表生成一个新的映射表并清空该校正表。当该校正表的特定部分被充满时，如果需要，可以采用一种用于将校正反映到映射表并仅清空校正表的反映部分的方法。如果电源被关断，该映射表被置于RAM 3中并丢失。
在第二实施例中，映射表被置于RAM 3中。在这种情况，不需要另外形成校正表。因为与快闪存储器1不同，在RAM 3中可容易地执行写入和擦除。换言之，如果由于丰富的系统资源，使RAM 3具有足够的空间，可采用将映射表置于RAM 3中。在执行预定的应用处理过程中新近写入数据或校正现有数据的情况下，处理器4通过直接校正映射表而反映改变的内容。然而，如果还形成附加校正表，则用如第一实施例相同的方法进行管理。
以下将描述用于引导快闪存储器系统并处理快闪存储器1的过程。
<引导>
当系统引导时，处理器4扫描快闪存储器1的整个备用区域，生成反映当前快闪存储器1的写入状态的映射表，并将该映射表写入快闪存储器1或RAM 3。如果在扫描处理过程中发现多于两个的同一逻辑地址，通过比较擦除标记和时间标记的存在而选择新的信息。如果旧的信息没有被标记擦除标记，则加入擦除标记。
<处理>
如果相应的逻辑地址存在，处理器4搜索校正表。如果存在相应的逻辑地址，处理器4找到映射的物理地址。如果在该校正表中没有特定的逻辑地址，通过搜索映射地址找到映射到相应的逻辑地址的物理地址。
下面将描述一种用于管理基于上述配置的快闪存储器的方法。
图5是举例描述一种依据本发明的实施例的用于管理快闪存储器的方法的流程图。参考图5，处理器4将数据写入快闪存储器1的数据区，并将写入数据的逻辑地址写入相应的备用区(步骤501)。每次快闪存储器1中的数据被新写入或校正，执行步骤501。如果电源被关断，系统重新引导(步骤502)，处理器4通过扫描整个备用区生成映射表(步骤503)。处理器4将生成的映射表写入为主存储器的RAM 3(步骤504-1)，或将其写入快闪存储器1(步骤504-2)。
图6是举例描述依据本发明的另一个实施例的用于管理快闪存储器的方法的流程图。参考图6，如果预定的数据按照请求的逻辑地址被写入，处理器4搜索校正表(步骤601)。如果存在请求的逻辑地址(步骤602)，参考映射表搜索空的扇区，相应的数据被写入数据区，以及它的逻辑地址被写入相应的备用区(步骤603)。这里，时间标记被一起记录。然后，将擦除标记记录在参考映射表记录数据的扇区的备用区中(步骤604)。然后，为了映射到步骤603中记录的扇区的物理地址，更新写入校正表中的现有条目(步骤605)。
在请求的逻辑地址不存在的情况下(步骤602)，搜索映射表(步骤606)。如果请求的逻辑地址存在(步骤607)，参考映射表搜索空的扇区，相应的数据被记录在数据区，以及它的逻辑地址被写入相应的备用区(步骤608)。这里，可以一起记录时间标记。另外，在参考映射表记录现有数据的扇区的备用区中记录擦除标记(步骤609)。另外，在校正表中加入新的条目以反映执行了步骤608。
如果请求的逻辑地址在映射表中不存在(步骤607)，参考映射表搜索空的扇区，相应的数据被记录在数据区，以及它的逻辑地址被写入相应的备用区(步骤611)。这里，可以一起记录时间标记。另外，在校正表中加入新的条目以反映执行了步骤611(步骤612)。
图7是举例描述用于更新映射表的处理的流程图。
参考图7，如果校正表被充满(步骤701)，则处理器4被记录在校正表中的改变信息所影响(步骤702)。换言之，记录在映射表中的映射信息的状态变得与快闪存储器1中的当前记录状态相同。同时，处理器4清空校正表，于是可记录新的条目(步骤703)。
换言之，用于管理快闪存储器的方法可被计算机程序写入。可容易地推断组成程序的代码和代码段可以由本领域的计算机程序员编写。另外，该程序可被存储在计算机可读介质中，并被计算机读取和运行，这样可实施管理快闪存储器的方法。计算机可读介质包括磁记录介质、光记录介质和载波介质。
如上所述，依据本发明，可更有效地存取快闪存储器。通过在备用区记录逻辑地址，即使电源突然被关断，也可以恢复映射表。备用区被作为与数据区分离的硬件形成，这样与其它的扫描备用区相比，可以更快地恢复映射表。另外，在当映射表存在于快闪存储器中的情况下，通过在主存储器中形成校正表并在该校正表中记录改变，可以节省更新映射表过程中的时间和能量。因此，提高了系统能力。

Claims (21)

1.一种用于管理快闪存储器的方法，该方法包括：
(a)将记录在快闪存储器的数据区中的数据的逻辑地址，记录在相应的备用区中；以及
(b)通过扫描记录在所述备用区中的信息，生成地址映射表。
2.如权利要求1所述的用于管理快闪存储器的方法，其中还包括：
(c1)将生成的地址映射表记录在主存储器中。
3.如权利要求1所述的用于管理快闪存储器的方法，其中还包括：
(c2)将生成的地址映射表记录在快闪存储器中。
4.如权利要求1所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(b)包括：通过扫描记录在特定的备用区中的逻辑地址，生成地址映射表。
5.如权利要求1所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(a)还包括：(a1)将表示记录相应的数据的顺序的时间标记记录在备用区中。
6.如权利要求5所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(a)还包括：(a2)将表示使用相应的数据的可能性的擦除标记记录在备用区中。
7.如权利要求4所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(b)包括：(b2)通过扫描数据的逻辑地址和时间标记，生成地址映射表。
8.如权利要求7所述的用于管理快闪存储器的方法，包括：
(b3)通过扫描数据的逻辑地址、时间标记和擦除标记，生成地址映射表。
9.如权利要求1所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，当引导配有快闪存储器的系统时执行步骤(b)。
10.一种用于管理快闪存储器的方法，该方法包括：
(a)参考地址映射表，将请求写入的数据记录在快闪存储器的数据区的空地址中，并将相应的逻辑地址记录在相应的备用区中；以及
(b)更新校正表，以便将在步骤(a)记录数据的物理地址映射到该逻辑地址。
11.如权利要求10所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(c)参考地址映射表，在相应于对应逻辑地址的物理地址的备用区中，标记表示步骤(a)记录的数据的使用可能性的擦除标记。
12.如权利要求10所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(a)还包括：
(a1)将表示记录相应的数据顺序的时间标记记录在备用区中。
13.如权利要求12所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，步骤(a)还包括：
(a2)将表示相应的数据的使用可能性的擦除标记记录在备用区中。
14.如权利要求10所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，包括步骤：
(d)通过扫描记录在备用区中的信息，生成地址映射表。
15.如权利要求14所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，当配有快闪存储器的系统被引导时，执行步骤(d)。
16.一种用于管理快闪存储器的方法，该方法包括：
(a)将存储在快闪存储器中的地址映射表的变化，记录在主存储器中形成的校正表中，该变化包含逻辑地址和物理地址的映射信息。
(b)确认是否该校正表被充满至预定的部分；
(c)如果该校正表的预定部分被充满，将记录在该校正表中的变化反映到所述映射表；以及
(d)擦除反映到该校正表中所记录的内容的所述映射表的部分。
17.如权利要求16所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，所述校正表具有预定的大小。
18.如权利要求17所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，所述校正表包括表示相应的数据的使用可能性的擦除标记。
19.如权利要求18所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，所述校正表包括表示相应的数据被记录的顺序的时间标记。
20.如权利要求16所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，所述映射表包括表示相应的数据的使用可能性的擦除标记。
21.如权利要求20所述的用于管理快闪存储器的方法，其中，所述映射表包括表示相应的数据被记录的顺序的时间标记。
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