CN218631411U - 一种校验写入状态的固态存储器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及固态存储器技术领域，尤其是涉及一种校验写入状态的固态存储器，包括电路板和传输接口；电路板上设置有传输控制器、读写模块、校验模块、以及存储模块，传输控制器分别与传输接口、读写模块和校验模块电连接，存储模块与读写模块和校验模块电连接；校验模块用于校验待写入数据和已存储数据是否一致。通过校验模块，对读写模块写入到存储模块的存储数据进行从新读取，把读取后的数据和最初的待写入数据进行校验，如果发现读取的数据和待写入数据不一致，则立即从新把待写入数据再次传输给读写模块，从而可以在写入数据时确保存储模块中写入的数据是正确的，从而确保了固态存储器对数据的正确保存，避免出现数据丢失的情况。

Description

一种校验写入状态的固态存储器

技术领域

本实用新型涉及固态存储器技术领域，尤其是涉及一种校验写入状态的固态存储器。

背景技术

固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD)，又称固态驱动器或固态存储器，是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。和机械硬盘的工作原理完全不同，固态硬盘之所以称为固态，因为它们是全电子结构，采用集成电路存储技术，不依赖移动部件或者旋转磁盘来存储、读取数据，驱动器数据都被保存在闪存(FLASH芯片)中。由于闪存的电子特性，技术人员设计了闪存转换层来对闪存进行读写。闪存转换层即Flash文件系统数据管理器(FTL)，主要是记录LBA(逻辑区块地址)与PBA(物理区块地址)对应关系表，也可以叫做映射表。

另外因为固态存储器的全电子结构的特性，当固态存储器内部的存储区块一旦发生损坏，数据基本就很难恢复，这是SSD相比传统机械硬盘的一个不足之处。传统的办法是，在日常使用固态存储器的时候需要留意一下一些SSD固态存储器坏掉前的一些征兆，然后及时备份数据，防止重要数据丢失。但是在日常的使用中，也不可能随时都去关注固态存储器的当前状况。

而且在日常的使用中，用户也不知道固态存储器中的存储区块到底有没有坏掉，只有在需要读取某一个数据，发现不能读取，或者读取出来是乱码时，才会察觉到固态存储器内部的存储区块已经坏掉了。但这时存储区块已经损坏，而且损坏的存储区块的数据也很难再找回。

因此，需要一种新的解放方案，在读取数据之前就发现错误，最好是在存储数据的同时能发现错误，从而及时的改正。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种校验写入状态的固态存储器，包括电路板和固定连接在电路板上用于连接外部设备的传输接口；电路板上设置有用于和外部设备传输数据的传输控制器、用于读写数据的读写模块、用于校验数据的校验模块、以及用于存储数据的存储模块，传输控制器分别与传输接口、读写模块和校验模块电连接，存储模块分别与读写模块和校验模块电连接，读写模块和校验模块之间电连接，读写模块通过传输控制器和传输接口与外部设备进行数据交互；读写模块用于把外部设备交互过来的待写入数据写入存储模块且形成已存储数据和把外部设备需要的已存储数据从存储模块读取出来交互给外部设备；校验模块用于校验待写入数据和已存储数据是否一致。

作为本实用新型进一步的方案：读写模块设置有读写控制器，读写控制器用于对存储模块进行数据的读取和写入，并把数据与存储区块的对应位置关系记录到映射表中。

作为本实用新型进一步的方案：读写模块设置有读写缓存，读写缓存用于暂存读写控制器需要处理的各种数据，读写缓存和读写控制器之间彼此电连接。

作为本实用新型进一步的方案：校验模块设置有校验控制器，校验控制器用于比对待写入数据和已经写入存储模块的已存储数据是否一致。

作为本实用新型进一步的方案：校验模块设置有校验缓存，校验缓存用于暂存校验控制器需要处理的各种数据，校验缓存和校验控制器之间彼此电连接。

作为本实用新型进一步的方案：存储模块设置有固态存储介质，固态存储介质内部划分为多个存储区块，存储区块用于存储数据，固态存储介质分别与读写模块和校验模块电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过设置单独的校验模块，对读写模块写入到存储模块的存储数据进行从新读取，把读取后的已存储数据和最初的待写入数据进行校验，如果发现读取的已存储数据和待写入数据不一致，则立即从新把待写入数据再次传输给读写模块，读写模块从新在存储模块内部选择一个空白的存储区块进行写入，并且同步更新映射表，把待写入数据的访问地址映射到新的写入地址。从而可以在写入数据时就确保存储模块中写入的已存储数据是正确的，也即写入数据的存储区块没有出现损坏，避免了后续读取数据时不能正确的读出所需数据。从而确保了固态存储器对数据的正确保存，避免出现用户数据丢失的情况。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的电路结构示意图；

图3是本实用新型的流程示意图。

图中的附图标记及名称如下：

10电路板；20传输接口；21传输控制器；30读写模块；31读写控制器；32读写缓存；40校验模块；41校验控制器；42校验缓存；50存储模块；51固态存储介质；52存储区块。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3，本实用新型实施例中，一种校验写入状态的固态存储器，包括电路板10和固定连接在电路板10上用于连接外部设备的传输接口20；电路板10上设置有用于和外部设备传输数据的传输控制器21、用于读写数据的读写模块30、用于校验数据的校验模块40、以及用于存储数据的存储模块50，传输控制器21分别与传输接口20、读写模块30和校验模块40电连接，存储模块50分别与读写模块30和校验模块40电连接，读写模块30和校验模块40之间电连接，读写模块30通过传输控制器21和传输接口20与外部设备进行数据交互；读写模块30用于把外部设备交互过来的待写入数据写入存储模块50且形成已存储数据和把外部设备需要的已存储数据从存储模块50读取出来交互给外部设备；校验模块40用于校验待写入数据和已存储数据是否一致。

具体的，当外部设备通过传输接口20和传输控制器21对固态存储器传输数据时，传输控制器21把同一份待写入数据同时传输给读写模块30和检验模块，读写模块30先接收待写入数据，随后把待写入数据写入存储模块50的第一空白存储区块从而形成已存储数据。校验模块40先接收待写入数据，随后等待读写模块30把待写入数据写入存储模块50完毕之后，再从存储模块50把已经写入的已存储数据从新读出，并把已存储数据和校验模块40预先接收到的待写入数据进行比对，从而校验已存储数据和待写入数据是否一致，如果一致，则丢弃校验模块40内的待写入数据和已存储数据；如果不一致，则把待写入数据从新发送给读写模块30；读写模块30接收到校验模块40传输过来的待写入数据后，把待写入数据从新写入存储模块50的第二空白存储区块，并更新映射表，使待写入数据的映射关系指向第二空白存储区块对应的存储区块52位置。

读写模块30设置有彼此电连接的读写控制器31和读写缓存32，读写控制器31用于对存储模块50进行数据的读取和写入，并把数据与存储区块52的对应位置关系记录到映射表中；读写缓存32用于暂存读写控制器31需要处理的各种数据。

具体的，读写控制器31和读写缓存32可以是单独的电子元件构成，也可以是同一个电子元件内部由不同的电子电路构成，以实现相应的不同功能。读写控制器31可以把传输控制器21传输过来的数据先暂时存放到读写缓存32中，因为读写缓存32的读写速度远远大于存储模块50的读写速度，因此读写控制器31可以快速的把数据存储到读写缓存32中，同时把待写入数据写入存储模块50。当传输控制器21需要读取数据时，读写控制器31先在读写缓存32中查找是否存在需要读取的数据，如果存在，则直接在读写缓存32中把需要的数据传输给传输控制器21，完成本次的数据读取交互。如果读写缓存32中不存在需要的数据，则在存储模块50中进行查找读取，然后传输给传输控制器21，完成本次数据读取交互。

校验模块40设置有彼此电连接的校验控制器41和校验缓存42，校验控制器41用于比对待写入数据和已经写入存储模块50的数据是否一致；校验缓存42用于暂存校验控制器41需要处理的各种数据。

具体的，校验控制器41和校验缓存42可以是单独的电子元件构成，也可以是同一个电子元件内部由不同的电子电路构成，以实现相应的不同功能。当传输控制器21接收到新的待写入数据时，把数据传输给读写模块30的同时也传输给校验模块40，校验控制器41接收到待写入数据时，把待写入数据存储到校验缓存42中，并等待读写控制器31把当前的待写入数据写入到存储模块50完毕。当读写控制器31存储完毕后，校验控制器41开始读取刚刚读写控制器31写入到存储模块50的已存储数据，读取完成后，校验控制器41比对读取的已存储数据和校验缓存42中的待写入数据，如果数据一致，则校验控制器41丢弃校验缓存42中的待写入数据和从存储模块50中读取的已存储数据。如果数据不一致，则校验控制器41把校验缓存42中的待写入数据从新传递给读写控制器31，同时丢弃从存储模块50中读取的已存储数据。

存储模块50设置有固态存储介质51，固态存储介质51内部划分为多个存储区块52，存储区块52用于存储数据，固态存储介质51分别与读写模块30和校验模块40电连接。

具体的，存储模块50可以是单独的一个固态存储介质51组成，也可以是多个固态存储介质51组成，从而可以扩充存储模块50的总体容量。为了便于存储数据，固态存储介质51内部划分为多个存储区块52，每一个存储区块52是单独的一个存储单元，每一次的存储都是对一个存储单元的整体操作。现有技术中，为了方便存储区块52的管理，技术人员设计了映射表，外部设备访问的时候，只需要知道数据的逻辑区块地址即可，固态存储器内部会相应的把逻辑区块地址转化为物理区块地址，从而读取相应的数据。存储时也是同样的步骤，传输控制器21只需要把数据传输给读写模块30，读写模块30会把数据写入到物理区块地址，然后更新映射表，使数据的逻辑区块地址指向相应的物理区块地址。读写控制器31可以对存储区块52进行读取和写入，校验控制器41只能对存储区块52进行读取，不能写入，从而保证数据的写入都是经过读写控制器31，从而保证数据存储的映射表指向无误。

使用时，把固态存储器的传输接口20接入外部电脑或外部其他设备相应的存储接口上，使固态存储器接入外部设备的系统内，使外部设备的系统可以和固态存储器进行访问交互。当外部设备需要读取数据时，读写控制器31根据相应的读取请求，在读写缓存32和存储区块52中查找所需要的数据，然后把相应的数据读取后传递给传输控制器21，传输控制器21把数据通过传输接口20传输到外部设备的系统中。当外部设备需要保存数据时，传输控制器21通过传输接口20从外部设备中接收到待写入数据，并把待写入数据同时传输给读写模块30和校验模块40。读写模块30接收到待写入数据后，读写控制器31根据存储模块50当前的存储状况把待写入数据存储到第一空白存储区块中并形成已存储数据，随后读写控制器31向校验模块40发送一个写入完毕的信号并把已存储数据对应的存储区块52在映射表中的映射关系发送给校验模块40，校验模块40收到信号后，开始进入校验流程。

校验控制器41根据读写控制器31发送过来的已存储数据对应的存储区块52在映射表中的映射关系访问存储模块50，从相应的存储区块52读取出已存储数据，并把已存储数据和之前收到的待写入数据进行比对，从而比对出两个数据是否一致，如果一致，则校验控制器41丢弃读取的已存储数据和待写入数据，等待下一次的校验流程。如果比对之后发现两个数据不一致，则从新把待写入数据发送给读写模块30，并同时发送比对不一致的信号，使读写模块30从新开始写入流程。读写模块30接收到校验模块40发送过来比对不一致的信号后，从新接收校验模块40传输过来的待写入数据，然后把待写入数据从新写入存储模块50中。从新写入时，读写控制器31根据当前存储模块50的存储状况，从新把待写入数据存储到第二空白存储区块中，并把待写入数据的访问地址在映射表中进行更新，从而使下次对待写入数据的访问是直接访问第二空白存储区块的物理区块地址。

读写控制器31在第二次写入完毕后，也向校验模块40发送一个写入完毕的信号，并把第二空白存储区块对应的访问地址发送给校验模块40，使校验模块40对第二次的写入同样进行校验比对。直到读写模块30写入的已存储数据和传输控制器21传输给校验模块40的待写入数据一致，才停止当前校验流程，准备进入下一次的校验流程。

可以理解的，读写模块30还把第一次写入的第一空白存储区块的访问地址记录到待删除的表格中，并在读写控制器31空闲的时候对这部分进行删除，从而可以在后续的写入中对这部分存储区块52进行写入。如果发现同一个存储区块52多次写入错误，则把这部分区块记录到损坏区块表格中，从而在以后的读写中避开这些损坏的区块。

另外，闪存的全电子结构特性也决定了另一个特性，即闪存的存储区块本身的使用寿命主要是受到写入操作的影响，而读取操作基本很少影响存储区块的使用寿命，因此增加校验模块后，不会影响闪存原本的使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (6)

1.一种校验写入状态的固态存储器，包括电路板(10)和固定连接在电路板(10)上用于连接外部设备的传输接口(20)；其特征在于：电路板(10)上设置有用于和外部设备传输数据的传输控制器(21)、用于读写数据的读写模块(30)、用于校验数据的校验模块(40)、以及用于存储数据的存储模块(50)，传输控制器(21)分别与传输接口(20)、读写模块(30)和校验模块(40)电连接，存储模块(50)分别与读写模块(30)和校验模块(40)电连接，读写模块(30)和校验模块(40)之间电连接，读写模块(30)通过传输控制器(21)和传输接口(20)与外部设备进行数据交互；读写模块(30)用于把外部设备交互过来的待写入数据写入存储模块(50)且形成已存储数据和把外部设备需要的已存储数据从存储模块(50)读取出来交互给外部设备；校验模块(40)用于校验待写入数据和已存储数据是否一致。

2.根据权利要求1所述的一种校验写入状态的固态存储器，其特征在于：读写模块(30)设置有读写控制器(31)，读写控制器(31)用于对存储模块(50)进行数据的读取和写入，并把数据与存储区块(52)的对应位置关系记录到映射表中。

3.根据权利要求2所述的一种校验写入状态的固态存储器，其特征在于：读写模块(30)设置有读写缓存(32)，读写缓存(32)用于暂存读写控制器(31)需要处理的各种数据，读写缓存(32)和读写控制器(31)之间彼此电连接。

4.根据权利要求1所述的一种校验写入状态的固态存储器，其特征在于：校验模块(40)设置有校验控制器(41)，校验控制器(41)用于比对待写入数据和已经写入存储模块(50)的已存储数据是否一致。

5.根据权利要求4所述的一种校验写入状态的固态存储器，其特征在于：校验模块(40)设置有校验缓存(42)，校验缓存(42)用于暂存校验控制器(41)需要处理的各种数据，校验缓存(42)和校验控制器(41)之间彼此电连接。

6.根据权利要求1所述的一种校验写入状态的固态存储器，其特征在于：存储模块(50)设置有固态存储介质(51)，固态存储介质(51)内部划分为多个存储区块(52)，存储区块(52)用于存储数据，固态存储介质(51)分别与读写模块(30)和校验模块(40)电连接。

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