DE10256509B4 - Verfahren zum Adressieren von blockweise löschbaren Speichern - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf das Verfahren zum Adressieren von einzelnen löschbaren realen mit Speicherblockadressen adressierbaren Speicherblöcken gemäß deutscher Hauptanmeldung Nummer 10227256.5, die in mit relativen Sektoradressen adressierbare einzeln beschreibbare Speichersektoren gegliedert sind, deren Gelöscht- und Beschrieben Zustände gespeichert jeweils abfragbar bereitgestellt werden, vermittels einer Adressumsetzung von logischen Blockadressen jeweils in eine der Speicherblockadressen, wobei jeweils, wenn ein Sektorschreibbefehl auszuführen wäre, der einen bereits beschriebenen Sektor betrifft, durch eine geänderte Adressumsetzung in eine alternative Speicherblockadresse eines Speicherblocks, dessen entsprechender Sektor gelöscht oder unbeschrieben ist, in diesen geschrieben wird und falls jedoch auch dieser alternativ adressierte Sektor bereits beschrieben war, die Adressumsetzung eine weitere Speicherblockadresse eines gelöschten Speicherblockes als eine neue alternative Speicherblockadresse bereitstellt und dessen entsprechender Sektor beschrieben wird und im bisherigen alternativ adressierten Speicherblock die noch unbeschriebenen Sektoren mit den Inhalten der entsprechenden Sektoren des ursprünglich zugeordnet adressierten Speicherblocks beschrieben werden, wonach dieser zu einer Löschung ansteht und nach einer Löschung zu einer anderen Adressumsetzung bereitsteht, wobei nach jeder, insbesondere abnutzungsoptimierenden Adressumsetzung in eine alternative Speicherblockadresse diese zusammen mit der jeweils zugehörigen Sektoradresse zugeordnet zu der logischen Blockadresse in einem Merkspeicher gespeichert wird und bei jeder Adressumsetzung in Verbindung mit einem Sektorschreibbefehl, die auf einen beschriebenen Sektor führt, der Merkspeicherinhalt daraufhin geprüft wird, ob die gleiche Blockadresse dort vorliegt und dann, wenn dies nicht der Fall ist, die Inhalte der Sektoren des betreffenden Speicherblocks in die noch unbeschriebenen Sektoren des gemäß dem Merkspeicherinhalt zugeordneten Speicherblocks geschrieben werden und dann die Speicherblockadresse des kopierten Speicherblocks in eine Adressliste von zu löschenden Speicherblöcken eingetragen wird und/oder der Block als zu löschen gekennzeichnet wird und danach dem noch anstehenden Sektorschreibbefehl eine Speicherblockadresse eines gelöschten, unbeschriebenen Speicherblocks zugeordnet und in den Merkspeicher eingetragen wird und mit dieser Speicherblockadresse der Schreibbefehl im entsprechenden Sektor ausgeführt wird.
- Dieses Verfahren soll dahingehend verbessert werden, dass unter allen Betriebsbedingungen beim Schreiben auf logisch aufsteigende oder absteigende Adressen ein Geschwindigkeitsvorteil erreicht wird. Weiterhin soll das Verfahren dahingehend verbessert werden, dass bei großen Speicherchips mit sehr großen Blöcken von z.B. 256 Sektoren das Auflösen von Ausweichblöcken auch bei einer geringen Anzahl veränderter Sektoren schnell durchgeführt wird.
- Gelöst wird diese Aufgabe zum ersten erfindungsgemäß dadurch, dass das Schreiben von aufeinanderfolgenden realen Sektoren immer in unterschiedlichen Speicherchips erfolgt. Dazu werden die zu den logischen Sektoren gehörenden realen Sektoren in den Speicherchips auf die Weise angeordnet, dass aufeinanderfolgende reale Sektornummern in unterschiedlichen Chips liegen. Die realen Sektoren können ein binäres Vielfaches der logischen Sektoren groß sein. Damit werden beim Schreiben aufeinanderfolgender logischer Sektoren diese überlappend in die Speicherchips geschrieben.
- Zum zweiten wird der Geschwindigkeitsvorteil dadurch erreicht, dass bei der Auflösung von Paaren von Speicherblöcken und Ausweichblöcken dasjenige Paar aufgelöst wird, welches die geringste Anzahl neuer Sektoren im Ausweichblock aufweist.
- Das Schreiben von aufeinanderfolgenden realen Sektoren geht wesentlich schneller, wenn das Schreiben überlappend („interleaved") geschieht. Dies bedeutet, dass das Schreiben von Sektor n + 1 begonnen wird, während das Schreiben von Sektor n und Sektor n – 1 noch nicht beendet ist. Dazu müssen aufeinanderfolgende Sektoren in verschiedenen Speicherchips liegen.
- Zur Unterstützung dieses überlappenden Schreibens ist es günstig, die Kombinationen von Speicherblöcken und Ausweichblöcken so zu erweitern, dass sie ebenso viele Speicherblöcke und Ausweichblöcke umfasst, wie parallel geschrieben werden sollen. Dies entspricht dem Überlappungsfaktor, der beim Initialisieren der Speichercontroller angegeben wurde.
- Die realen Sektoren sind in den Speicherblöcken und den Ausweichblöcken verschränkt angeordnet. Diese Anordnung ist sehr günstig für das Schreiben von langen sequentiellen Datenströmen, wie sie z.B. bei Digitalkameras oder MP3-Playern auftreten.
- Um immer eine solche Kombination von Speicherblöcken und Ausweichblöcken, die jeweils in verschiedenen Speicherchips liegen, garantieren zu können, werden beim Initialisieren des Speichers die Speicherblöcke verschränkt auf den Speicherchips angeordnet. Um diese Bedingung im Betrieb zu erhalten, wird jeweils beim Auflösen und neuen Anlegen der Kombination von Speicherblöcken ein neuer Speicherblock vom gleichen Speicherchip gesucht, wie der entsprechend geschriebene Speicherblock. Aus diesem Grund müssen auf jedem Speicherchip mehrere gelöschte Speicherblöcke vorhanden sein, die als neue Ausweichblöcke genutzt werden können.
- Bei Speicherchips mit sehr großen Blöcken von z.B. 256 Sektoren kann das Auflösen von Paaren von Speicherblock und Ausweichblock sehr lange dauern, wenn im Ausweichblock nur wenige Sektoren neu geschrieben wurden und nun ein Sektor das zweite Mal verändert wird. Dann sind die restlichen Sektoren vom Speicherblock in den Ausweichblock zu kopieren und ein neues Paar von Speicherblock und Ausweichblock zu bilden. Eine solche Situation tritt insbesondere bei Betriebssystemen mit einer File-Allocation-Table FAT auf, die im Speicher gehalten wird. Solche Paare für FAT-Sektoren sollten möglichst lange erhalten bleiben, da das Betriebssystem die Änderungen an FAT-Sektoren zwischenpuffert und den Speicher nur in größeren Zeitabständen aktualisiert. Daher ist es vorteilhaft, beim Auflösen von Paaren nicht von dem Kriterium des am längsten nicht genutzten Speicherblocks auszugehen, sondern das Paar von Speicherblock und Ausweichblock aufzulösen, bei dem am wenigsten Sektoren kopiert werden müssen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass auf diese Weise die Speicherblöcke mit den FAT-Sektoren am längsten erhalten bleiben. Der Vorteil ist umso größer, je größer die Blöcke der Speicherchips sind.
- Der Speicherblock mit der geringsten Anzahl der veränderten Sektoren wird dadurch gefunden, dass im Merkspeicher die Sektormasken nacheinander darauf geprüft werden, wie viele „0" sie enthalten. Der jeweils gefundene Wert wird mit einer Variablen verglichen, die zuerst auf einen Maximalwert initialisiert wurde. Wenn der Vergleich der Prüfung der jeweiligen Sektormaske einen niedrigeren Wert ergibt, wird dieser neue Wert in der Variablen gespeichert und mit der Nummer der Sektormaske (SM) und dem dazugehörigen Speicherblock (SB) verknüpft. Nach der Prüfung aller Sektormasken (SM) wird der mit der Variablen verknüpfte Speicherblock (SB) freigemacht.
- In den Figuren ist die Ausführung der Erfindung beispielhaft beschrieben.
-
1 zeigt die Beziehungen zwischen den Speicherblöcken und Ausweichblöcken mit den zugehörigen Sektormasken. -
2 zeigt die Umsetzung der logischen Blockadressen zu den realen Speicherblöcken und den Ausweichblöcken. - Der
1 liegen 4 Speicherchips SG1-SG4 zugrunde. Die Speicherblöcke SB1-SB4 bilden mit den Ausweichblöcken AB1-AB4 die Kombination von Blöcken, in die neue Information geschrieben wird. Die realen Sektoren sind so verschränkt in den Blöcken angeordnet, dass aufeinanderfolgende Sektoren in verschiedenen Blöcken liegen. Die Sektormasken SM1-SM4 beschreiben den Status des jeweiligen Sektors. Eine „1" gibt an, dass der betreffende Sektor unverändert im x-ten Speicherblock SBx steht, und dieser Sektor im x-ten Ausweichblock ABx noch gelöscht ist. Eine „0" gibt an, dass der betreffende Sektor im Speicherblock ungültig „X" ist und der veränderte Sektor „N" im x-ten Ausweichblock ABx steht. Beim Schreiben von aufeinanderfolgenden Blöcken wird somit in verschieden Ausweichblöcke ABx geschrieben, und die Schreibzeiten überlappen sich. „x" ist ein laufender Index. -
2 zeigt die Zuordnertabelle ZT, bei der die logische Sektoradresse der realen Speicheradresse zugeordnet ist. Die logische Blockadresse dient als Index in diese Tabelle. In diesem Beispiel sind die Blöcke in den Speicherchips 32 reale Sektoren groß, die jeweils genauso groß sind wie die logischen Sektoren, und es sind 4 Speicherchips SG1-SG4 in dem Speicher vorhanden. Die logischen Blöcke sind 4 × 32 = 128 Sektoren groß. Soll nun der Inhalt des Sektors mit der logischen Adresse 1160 verändert werden, werden Kombinationen von Speicherblöcken SB1-SB4 und Ausweichblöcken AB1-AB4 gebildet, wie in1 dargestellt. Die Untergrenze der Kombination ist der logische Sektor 1152. Dies entspricht der auf ein Vielfaches von 128 abgerundeten Sektoradresse. Der logische Block hat dann die Nummer 36, entsprechend 1152/32. Die Kombination besteht dann aus den Blöcken 36 als erster Speicherblock SB1 im ersten Speicherchip SG1, 37 als zweiter Speicherblock SB2 im zweiten Speicherchip SG2, 38 als dritter Speicherblock SB3 im dritten Speicherchip SG3 und 39 als vierter Speicherblock SB4 im vierten Speicherchip SG4. Die zugeordneten Ausweichblöcke ABx liegen jeweils auch im gleichen x-ten Speicherchip SGx.
Claims (3)
- Verfahren zum Adressieren von einzelnen löschbaren realen mit Speicherblockadressen (SBA) adressierbaren Speicherblöcken (SB) gemäß deutscher Hauptanmeldung Nummer 10227256.5, die in mit relativen Sektoradressen (RSA) adressierbare einzeln beschreibbare Speichersektoren gegliedert sind, deren Gelöscht- und Beschrieben Zustände gespeichert jeweils abfragbar bereitgestellt werden, vermittels, einer Adressumsetzung von logischen Blockadressen (LBA) jeweils in eine der Speicherblockadressen (SBA), wobei jeweils, wenn ein Sektorschreibbefehl auszuführen wäre, der einen bereits beschriebenen Sektor betrifft, durch eine geänderte Adressumsetzung in eine alternative Speicherblockadresse (ABA) eines Speicherblocks (AB), dessen entsprechender Sektor gelöscht oder unbeschrieben ist, in diesen geschrieben wird, und falls jedoch auch dieser alternativ adressierte Sektor bereits beschrieben war, die Adressumsetzung eine weitere Speicherblockadresse (SBA) eines gelöschten Speicherblockes (SB) als eine neue alternative Speicherblockadresse (ABA) bereitstellt, und dessen entsprechender Sektor beschrieben wird und im bisherigen alternativ adressierten Speicherblock (AB) die noch unbeschriebenen Sektoren mit den Inhalten der entsprechenden Sektoren des ursprünglich zugeordnet adressierten Speicherblocks (SB) beschrieben werden, wonach dieser zu einer Löschung ansteht und nach einer Löschung zu einer anderen Adressumsetzung bereitsteht, wobei nach jeder, insbesondere abnutzungsoptimierenden Adressumsetzung in eine alternative Speicherblockadresse (ABA) diese zusammen mit der jeweils zugehörigen Sektoradresse zugeordnet zu der logischen Blockadresse (LBA) in einem Merkspeicher (MS) gespeichert wird und bei jeder Adressumsetzung in Verbindung mit einem Sektorschreibbefehl, die auf einen beschriebenen Sektor führt, der Merkspeicherinhalt daraufhin geprüft wird, ob die gleiche Blockadresse dort vorliegt und dann, wenn dies nicht der Fall ist, die Inhalte der Sektoren des betreffenden Speicherblocks (SB) in die noch unbeschriebenen Sektoren des gemäß dem Merkspeicherinhalt zugeordneten Speicherblocks (ABA) geschrieben werden und dann die Speicherblockadresse (SBA) des kopierten Speicherblocks in eine Adressliste von zu löschenden Speicherblöcken eingetragen wird und/oder der Block als zu löschen gekennzeichnet wird und danach dem noch anstehenden Sektorschreibbefehl eine Speicherblockadresse (ABA) eines gelöschten, unbeschriebenen Speicherblocks zugeordnet und in den Merkspeicher eingetragen wird und mit dieser Speicherblockadresse (ABA) der Schreibbefehl im entsprechenden Sektor ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den logischen Sektoren gehörenden realen Sektoren in den Speicherchips auf die Weise angeordnet sind, dass aufeinander folgende reale Sektornummern in unterschiedlichen Speicherchips liegen und somit beim Schreiben aufeinander folgender logischer Sektoren diese überlappend parallel in die Speicherchips geschrieben und dass jeweils so viele Speicherblöcke (SBx) und Ausweichblöcke (ABx) im Merkspeicher (MS) als Kombination verzeichnet sind, wie parallel geschrieben werden sollen.
- Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine neue Adressumsetzung im Merkspeicher (MS) derjenige dort verzeichnete Block (SB) freigemacht wird, bei dem die Sektormaske (SM) die wenigsten veränderten Sektoren angibt.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Block mit den wenigsten veränderten Sektoren gefunden wird, indem • im Merkspeicher (MS) die Sektormasken (SM) nacheinander darauf geprüft werden, wie viele „0" sie enthalten, und • der jeweils gefundene Wert mit einer Variablen verglichen wird, in der das Ergebnis der vorangegangenen Prüfung gespeichert ist, und • wenn der Vergleich einen niedrigeren Wert ergibt, dieser neue Wert gespeichert und mit der Nummer der Sektormaske (SM) und dem dazugehörigen Speicherblock (SB) verknüpft wird, und • nach der Prüfung aller Sektormasken (SM) der mit der Variablen verknüpfte Speicherblock (SB) freigemacht wird.
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