[發(fā)明專(zhuān)利]閃存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610167867.1
• 申請(qǐng)日: 2006-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101206617A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘智淵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市朗科科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F12/02
• 分類(lèi)號(hào): G06F12/02;G06F17/30
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余朦;方挺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，尤其涉及一種閃存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。

背景技術(shù)

目前閃存技術(shù)高速發(fā)展，但其基本讀寫(xiě)方式卻未改變，即，以頁(yè)為單位寫(xiě)入，以塊為單位擦除，而且必須經(jīng)擦除之后才能寫(xiě)入數(shù)據(jù)。因?yàn)殚W存的這個(gè)特性，一般是以塊為單位進(jìn)行閃存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。而操作系統(tǒng)的讀寫(xiě)一般是以扇區(qū)為單位進(jìn)行的，因此，操作系統(tǒng)可能只對(duì)塊的一小部分寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而剩下部分的數(shù)據(jù)寫(xiě)入需要由底層軟件來(lái)執(zhí)行。這就需要閃存內(nèi)部具有至少一個(gè)交換塊來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

基于上述提到的閃存的特性，如果操作系統(tǒng)寫(xiě)入多個(gè)較小數(shù)據(jù)且其地址不連續(xù)，會(huì)導(dǎo)致閃存產(chǎn)生頻繁的數(shù)據(jù)搬遷(即，將數(shù)據(jù)復(fù)制到交換塊中的動(dòng)作)。

此外，對(duì)于具有鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，文件的鏈與其具體內(nèi)容并非放在同一個(gè)位置，而是按照一定的協(xié)議放在磁盤(pán)的不同位置。于是在操作系統(tǒng)對(duì)一個(gè)文件執(zhí)行復(fù)制或?qū)懭霑r(shí)，需要在不同位置進(jìn)行操作才能完成。

例如，假設(shè)操作系統(tǒng)有兩個(gè)文件需要寫(xiě)入，則對(duì)于每個(gè)文件，操作系統(tǒng)都會(huì)寫(xiě)入以下三個(gè)區(qū)域：鏈表區(qū)、目錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。以常用的FAT文件系統(tǒng)為例，三個(gè)區(qū)域在磁盤(pán)中的位置關(guān)系如圖1所示。操作系統(tǒng)一般按照以下順序?qū)懭耄簲?shù)據(jù)區(qū)、目錄區(qū)、鏈表區(qū)。當(dāng)操作系統(tǒng)寫(xiě)完一個(gè)文件以后，再重復(fù)上述順序?qū)懴乱粋€(gè)文件。

當(dāng)操作系統(tǒng)要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，底層軟件取出一個(gè)交換塊并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入此交換塊，然后，將待寫(xiě)入數(shù)據(jù)的塊的剩余區(qū)域從該塊復(fù)制到交換塊中，之后，跳轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)要求的地址進(jìn)行下一次寫(xiě)入。下面我們將舉例說(shuō)明傳統(tǒng)的閃存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作。

假設(shè)一片閃存具有10個(gè)塊，每個(gè)塊有256個(gè)扇區(qū)。則我們可以建立如圖2所示的對(duì)照表。其中，邏輯第0塊對(duì)應(yīng)物理第0塊，邏輯第1塊對(duì)應(yīng)物理第1塊，依此類(lèi)推。

傳統(tǒng)的閃存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法只使用一個(gè)交換塊，例如使用第9塊作為交換塊。當(dāng)操作系統(tǒng)向邏輯第3塊寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，底層軟件將數(shù)據(jù)寫(xiě)到第9塊，之后，將第3塊中的原有數(shù)據(jù)搬到第9塊并在對(duì)照表上交換兩個(gè)塊，然后將第3塊作為交換塊。此時(shí)對(duì)照表變?yōu)槿鐖D3所示，物理第9塊變?yōu)檫壿嫷?塊，而物理第3塊則成為交換塊。

現(xiàn)在，假設(shè)操作系統(tǒng)要寫(xiě)入兩個(gè)文件，其中鏈表區(qū)在邏輯第0塊，目錄區(qū)在邏輯第1塊，數(shù)據(jù)區(qū)在邏輯第2至6塊。作為一個(gè)示例，假設(shè)操作系統(tǒng)將完成以下任務(wù)：

(1)寫(xiě)入第一個(gè)文件的數(shù)據(jù)，寫(xiě)入邏輯第2塊，寫(xiě)100個(gè)扇區(qū)。

(2)寫(xiě)入第一個(gè)文件的目錄，寫(xiě)入邏輯第1塊，寫(xiě)1個(gè)扇區(qū)。

(3)寫(xiě)入第一個(gè)文件的鏈表，寫(xiě)入邏輯第0塊，寫(xiě)10個(gè)扇區(qū)。

(4)寫(xiě)入第二個(gè)文件的數(shù)據(jù)，因?yàn)榈谝粋€(gè)文件的數(shù)據(jù)沒(méi)有占滿一個(gè)塊，因此仍寫(xiě)入邏輯第2塊，寫(xiě)100個(gè)扇區(qū)。

(5)寫(xiě)入第二個(gè)文件的目錄，寫(xiě)入邏輯第1塊，寫(xiě)1個(gè)扇區(qū)。

(6)寫(xiě)入第二個(gè)文件的鏈表，寫(xiě)入邏輯第0塊，寫(xiě)10個(gè)扇區(qū)。

根據(jù)傳統(tǒng)的閃存數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，上述寫(xiě)入兩個(gè)文件的操作按照如下步驟進(jìn)行：

(a)操作系統(tǒng)寫(xiě)第一個(gè)文件，首先寫(xiě)邏輯第2塊。底層軟件將數(shù)據(jù)寫(xiě)入交換塊(物理第9塊)。

(b)操作系統(tǒng)寫(xiě)邏輯第1塊。底層軟件先把原邏輯第2塊的原有數(shù)據(jù)搬遷到交換塊，然后在對(duì)照表上互換兩個(gè)塊。因此對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4a所示。然后，底層軟件將接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入新的交換塊，即物理第2塊。

(c)操作系統(tǒng)寫(xiě)邏輯第0塊。底層軟件先把原邏輯第1塊的原有數(shù)據(jù)搬遷到交換塊，然后在對(duì)照表上互換兩個(gè)塊。因此對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4b所示。然后，底層軟件將接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入新的交換塊，即物理第1塊。

(d)操作系統(tǒng)開(kāi)始寫(xiě)第二個(gè)文件，首先寫(xiě)邏輯第2塊，底層軟件先將原邏輯第0塊的原有數(shù)據(jù)搬遷到交換塊，然后在對(duì)照表上互換兩個(gè)塊。因此對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4c所示。然后，底層軟件將接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入新的交換塊，即物理第0塊。

(e)操作系統(tǒng)寫(xiě)邏輯第1塊。底層軟件先把原邏輯第2塊的原有數(shù)據(jù)搬遷到交換塊，然后在對(duì)照表上互換兩個(gè)塊。因此對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4d所示。然后，底層軟件將接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入新的交換塊，即物理第9塊。

(f)操作系統(tǒng)寫(xiě)邏輯第0塊。底層軟件先把原邏輯第1塊的原有數(shù)據(jù)搬遷到交換塊，然后在對(duì)照表上互換兩個(gè)塊。因此對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4e所示。然后，底層軟件將接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入新的交換塊，即物理第2塊。

(g)操作系統(tǒng)完成文件寫(xiě)入。這時(shí)，底層軟件需要對(duì)剩余的數(shù)據(jù)執(zhí)行搬遷，即把邏輯第0塊的剩余數(shù)據(jù)搬到交換塊，并互換兩個(gè)塊在對(duì)照表的位置。這時(shí)，對(duì)照表變?yōu)槿鐖D4f所示。從而完成了寫(xiě)入兩個(gè)文件的操作。